Диодный мост на 12 вольт своими руками

В блоках питания радио- и электроаппаратуры почти всегда используются выпрямители, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. Связано это с тем, что практически все электронные схемы и многие другие устройства должны питаться от источников постоянного тока. Выпрямителем может служить любой элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой, другими словами, по-разному пропускающий ток в противоположных направлениях. В современных устройствах в качестве таких элементов, как правило, используются плоскостные полупроводниковые диоды.

Схема полупроводникового диода.

Плоскостные полупроводниковые диоды

Наряду с хорошими проводниками и изоляторами существует очень много веществ, занимающих по проводимости промежуточное положение между двумя этими классами. Называют такие вещества полупроводниками. Сопротивление чистого полупроводника с ростом температуры уменьшается в отличие от металлов, сопротивление которых в этих условиях возрастает.

Добавляя к чистому полупроводнику небольшое количество примеси, можно в значительной степени изменить его проводимость. Существует два класса таких примесей:

Рисунок 1. Плоскостной диод: а. устройство диода; б. обозначение диода в электротехнических схемах; в. внешний вид плоскостных диодов различной мощности.

1. Донорные — превращающие чистый материал в полупроводник n-типа, содержащий избыток свободных электронов. Проводимость такого типа называют электронной.
2. Акцепторные — превращающие такой же материал в полупроводник p-типа, обладающий искусственно созданным недостатком свободных электронов. Проводимость такого полупроводника называют дырочной. «Дырка» — место, которое покинул электрон, ведет себя аналогично положительному заряду.

Слой на границе полупроводников p- и n-типа (p-n переход) обладает односторонней проводимостью — хорошо проводит ток в одном (прямом) направлении и очень плохо в противоположном (обратном). Устройство плоскостного диода показано на рисунке 1а. Основа — пластинка из полупроводника (германий) с небольшим количеством донорной примеси (n-типа), на которую помещается кусочек индия, являющегося акцепторной примесью.

После нагрева индий диффундирует в прилегающие области полупроводника, превращая их в полупроводник p-типа. На границе областей с двумя типами проводимости и возникает p-n переход. Вывод, соединенный с полупроводником p-типа, называют анодом получившегося диода, противоположный — его катодом. Изображение полупроводникового диода на принципиальных схемах приведено на рис. 1б, внешний вид плоскостных диодов различной мощности — на рис. 1в.

Простейший выпрямитель

Рисунок 2. Характеристики тока в различных схемах.

Ток, протекающий в обычной осветительной сети, является переменным. Его величина и направление меняются 50 раз в течение одной секунды. График зависимости его напряжения от времени показан на рис. 2а. Красным цветом показаны положительные полупериоды, синим — отрицательные.

Поскольку величина тока изменяется от нуля до максимального (амплитудного) значения, вводится понятие действующего значения тока и напряжения. Например, в осветительной сети действующее значение напряжения 220 В — во включенном в эту сеть нагревательном приборе за одинаковые промежутки времени выделяется столько же тепла, сколько в том же устройстве, в цепи постоянного тока напряжением 220 В.

Но на самом деле напряжение в сети меняется за 0,02 с следующим образом:

• первую четверть этого времени (периода) — увеличивается от 0 до 311 В;
• вторую четверть периода — уменьшается от 311 В до 0;
• третью четверть периода — уменьшается от 0 до 311 В;
• последнюю четверть периода — возрастает от 311 В до 0.

В этом случае 311 В — амплитуда напряжения U_о. Амплитудное и действующее (U) напряжения связаны между собой формулой:

Рисунок 3. Диодный мост.

При включении в цепь переменного тока последовательно соединенных диода (VD) и нагрузки (рис. 2б), ток через нее протекает только во время положительных полупериодов (рис. 2в). Происходит это благодаря односторонней проводимости диода. Называется такой выпрямитель однополупериодным — одну половину периода ток в цепи есть, во время второй — отсутствует.

Ток, протекающий через нагрузку в таком выпрямителе, не постоянный, а пульсирующий. Превратить его практически в постоянный можно, включив параллельно нагрузке конденсатор фильтра C_ф достаточно большой емкости. В течение первой четверти периода конденсатор заряжается до амплитудного значения, а в промежутках между пульсациями разряжается на нагрузку. Напряжение становится почти постоянным. Эффект сглаживания тем сильнее, чем больше емкость конденсатора.

Схема диодного моста

Более совершенной является двухполупериодная схема выпрямления, когда используются и положительный, и отрицательный полупериод. Существует несколько разновидностей таких схем, но чаще всего используется мостовая. Схема диодного моста приведена на рис. 3в. На ней красная линия показывает, как протекает ток через нагрузку во время положительных, а синяя — отрицательных полупериодов.

Рисунок 4. Схема выпрямителя на 12 вольт с использованием диодного моста.

И первую, и вторую половину периода ток через нагрузку протекает в одном и том же направлении (рис. 3б). Количество пульсации в течение одной секунды не 50, как при однополупериодном выпрямлении, а 100. Соответственно, при той же емкости конденсатора фильтра эффект сглаживания будет более ярко выражен.

Как видно, для построения диодного моста необходимо 4 диода — VD1-VD4. Раньше диодные мосты на принципиальных схемах изображали именно так, как на рис. 3в. Ныне общепринятым считается изображение, показанное на рис. 3г. Хотя на ней только одно изображение диода, не следует забывать, что мост состоит из четырех диодов.

Мостовая схема чаще всего собирается из отдельных диодов, но иногда применяются и монолитные диодные сборки. Их проще монтировать на плате, но зато при выходе из строя одного плеча моста, заменяется вся сборка. Выбирают диоды, из которых монтируется мост, исходя из величины протекающего через них тока и величины допустимого обратного напряжения.

Эти данные позволяет получить инструкция к диодам или справочники.

Полная схема выпрямителя на 12 вольт с использованием диодного моста приведена на рис. 4. Т1 — понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого обеспечивает напряжение 10-12 В. Предохранитель FU1 — нелишняя деталь с точки зрения техники безопасности и пренебрегать им не стоит. Марка диодов VD1-VD4, как уже говорилось, определяется величиной тока, который будет потребляться от выпрямителя. Конденсатор С1 — электролитический, емкостью 1000,0 мкФ или выше на напряжение не ниже 16 В.

Напряжение на выходе — фиксированное, величина его зависит от нагрузки. Чем больше ток, тем меньше величина этого напряжения. Для получения регулируемого и стабильного выходного напряжения требуется более сложная схема. Получить регулируемое напряжение от схемы, приведенной на рис. 4 можно двумя способами:

1. Подавая на первичную обмотку трансформатора Т1 регулируемое напряжение, например, от ЛАТРа.
2. Сделав от вторичной обмотки трансформатора несколько отводов и поставив, соответственно, переключатель.

Остается надеяться, что описания и схемы, приведенные выше, окажут практическую помощь в сборке простого выпрямителя для практических нужд.

Блок питания достаточно прост в изготовлении, если немножко разобраться с теоретической частью и понять, как он работает. Все не так сложно, как кажется. Из чего состоит блок питания на 12 вольт, с фото и примерами, а также описание его элементов и принцип работы – далее в статье.

Краткое содержимое статьи:

Основные элементы и принцип действия блоков питания

Главной частью является понижающий трансформатор, причем при отсутствии его с необходимыми параметрами, то вторичная обмотка перематывается вручную и получается необходимое выходное напряжение. Посредством трансформатора происходит уменьшение напряжения сети 220 вольт до 12, идущих дальше к потребителю.

Принципиальной разницы между штатными устройствами и с перемотанной вторичной обмоткой нет, главное – правильно рассчитать сечение провода и количество его витков на обмотке.

Далее ток идет на выпрямитель. Состоит из полупроводников, например, диодов. Диодный мост, в разных схемах, может состоять из одного, двух или четырех диодов. После выпрямителя ток поступает на конденсатор, также в схеме для выдачи стабильного напряжения желательно включение стабилитрона с соответствующими характеристиками.

Трансформатор

Состоит трансформатор из сердечника, изготовленного из ферромагнетика, а также первичной и вторичной обмоток. На первичную обмотку приходит 220 вольт, а со вторичной, в данном случае, снимается 12, идущие на выпрямитель. Сердечники в данном типе блоков питания по большей части изготавливают Ш-образной и U-образной формы.

Расположение обмоток допускается как одна на другой на общей катушке, так и по отдельности. К примеру, у U-образного сердечника пара катушек, на каждую из которых намотано по половине обмоток. Выводы при подсоединении трансформатора подключают последовательно.

Купил сегодня тестер и сел паять зарядник из останков сабвуфера раскуроченого ранее. Немного теории для тех кто решит повторить. Зарядное устройство. Он же блок питания по сути состоит из двух модулей. Первый это трансформатор, его задача понизить напряжение до необходимых в нашем случает 12 вольт. Второй это диодный мост, нужен он для того чтоб переменное напряжение преобразовать в постоянное. Можно конечно все усложнить и наставить всяких фильтров лампочек и приборов. Но мы этого делать не будем ибо лень.

Берем трансформатор. Первое что нам нужно найти первичную обмотку. На нее мы будет подавать 220 в из розетки. Ставим тестер в режим измерения сопротивления. И прозванивает все провода. Находим ту пару которая дает самое большее сопротивление. Это и есть первичная обмотка. Далее прозваниваем остальные пары и запоминаем/записываем что с чем звонилось.

После того как нашли все пары подаем на первичную обмотку 220 в. Переводим тестер в режим измерения переменного напряжения и меряем сколько вольт на вторичных обмотках. В моем случае на всех парах было 12 в. Взял одну с самыми толстыми проводами остальные обрезал и заизолировал

Практическая схема диодного моста на напряжение 12 вольт

В блоках питания радио- и электроаппаратуры почти всегда используются выпрямители, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. Связано это с тем, что практически все электронные схемы и многие другие устройства должны питаться от источников постоянного тока. Выпрямителем может служить любой элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой, другими словами, по-разному пропускающий ток в противоположных направлениях. В современных устройствах в качестве таких элементов, как правило, используются плоскостные полупроводниковые диоды.

Схема полупроводникового диода.

Плоскостные полупроводниковые диоды

Наряду с хорошими проводниками и изоляторами существует очень много веществ, занимающих по проводимости промежуточное положение между двумя этими классами. Называют такие вещества полупроводниками. Сопротивление чистого полупроводника с ростом температуры уменьшается в отличие от металлов, сопротивление которых в этих условиях возрастает.

Добавляя к чистому полупроводнику небольшое количество примеси, можно в значительной степени изменить его проводимость. Существует два класса таких примесей:

Рисунок 1. Плоскостной диод: а. устройство диода; б. обозначение диода в электротехнических схемах; в. внешний вид плоскостных диодов различной мощности.

1. Донорные – превращающие чистый материал в полупроводник n-типа, содержащий избыток свободных электронов. Проводимость такого типа называют электронной.
2. Акцепторные – превращающие такой же материал в полупроводник p-типа, обладающий искусственно созданным недостатком свободных электронов. Проводимость такого полупроводника называют дырочной. «Дырка» – место, которое покинул электрон, ведет себя аналогично положительному заряду.

Слой на границе полупроводников p- и n-типа (p-n переход) обладает односторонней проводимостью – хорошо проводит ток в одном (прямом) направлении и очень плохо в противоположном (обратном). Устройство плоскостного диода показано на рисунке 1а. Основа – пластинка из полупроводника (германий) с небольшим количеством донорной примеси (n-типа), на которую помещается кусочек индия, являющегося акцепторной примесью.

После нагрева индий диффундирует в прилегающие области полупроводника, превращая их в полупроводник p-типа. На границе областей с двумя типами проводимости и возникает p-n переход. Вывод, соединенный с полупроводником p-типа, называют анодом получившегося диода, противоположный – его катодом. Изображение полупроводникового диода на принципиальных схемах приведено на рис. 1б, внешний вид плоскостных диодов различной мощности – на рис. 1в.

Вернуться к оглавлению

Простейший выпрямитель

Рисунок 2. Характеристики тока в различных схемах.

Ток, протекающий в обычной осветительной сети, является переменным. Его величина и направление меняются 50 раз в течение одной секунды. График зависимости его напряжения от времени показан на рис. 2а. Красным цветом показаны положительные полупериоды, синим – отрицательные.

Поскольку величина тока изменяется от нуля до максимального (амплитудного) значения, вводится понятие действующего значения тока и напряжения. Например, в осветительной сети действующее значение напряжения 220 В – во включенном в эту сеть нагревательном приборе за одинаковые промежутки времени выделяется столько же тепла, сколько в том же устройстве, в цепи постоянного тока напряжением 220 В.

Но на самом деле напряжение в сети меняется за 0,02 с следующим образом:

• первую четверть этого времени (периода) – увеличивается от 0 до 311 В;
• вторую четверть периода – уменьшается от 311 В до 0;
• третью четверть периода – уменьшается от 0 до 311 В;
• последнюю четверть периода – возрастает от 311 В до 0.

В этом случае 311 В – амплитуда напряжения U_о. Амплитудное и действующее (U) напряжения связаны между собой формулой:

U_o = √2 *U.

Рисунок 3. Диодный мост.

При включении в цепь переменного тока последовательно соединенных диода (VD) и нагрузки (рис. 2б), ток через нее протекает только во время положительных полупериодов (рис. 2в). Происходит это благодаря односторонней проводимости диода. Называется такой выпрямитель однополупериодным – одну половину периода ток в цепи есть, во время второй – отсутствует.

Ток, протекающий через нагрузку в таком выпрямителе, не постоянный, а пульсирующий. Превратить его практически в постоянный можно, включив параллельно нагрузке конденсатор фильтра C_ф достаточно большой емкости. В течение первой четверти периода конденсатор заряжается до амплитудного значения, а в промежутках между пульсациями разряжается на нагрузку. Напряжение становится почти постоянным. Эффект сглаживания тем сильнее, чем больше емкость конденсатора.

Вернуться к оглавлению

Схема диодного моста

Более совершенной является двухполупериодная схема выпрямления, когда используются и положительный, и отрицательный полупериод. Существует несколько разновидностей таких схем, но чаще всего используется мостовая. Схема диодного моста приведена на рис. 3в. На ней красная линия показывает, как протекает ток через нагрузку во время положительных, а синяя – отрицательных полупериодов.

Рисунок 4. Схема выпрямителя на 12 вольт с использованием диодного моста.

И первую, и вторую половину периода ток через нагрузку протекает в одном и том же направлении (рис. 3б). Количество пульсации в течение одной секунды не 50, как при однополупериодном выпрямлении, а 100. Соответственно, при той же емкости конденсатора фильтра эффект сглаживания будет более ярко выражен.

Как видно, для построения диодного моста необходимо 4 диода – VD1-VD4. Раньше диодные мосты на принципиальных схемах изображали именно так, как на рис. 3в. Ныне общепринятым считается изображение, показанное на рис. 3г. Хотя на ней только одно изображение диода, не следует забывать, что мост состоит из четырех диодов.

Мостовая схема чаще всего собирается из отдельных диодов, но иногда применяются и монолитные диодные сборки. Их проще монтировать на плате, но зато при выходе из строя одного плеча моста, заменяется вся сборка. Выбирают диоды, из которых монтируется мост, исходя из величины протекающего через них тока и величины допустимого обратного напряжения. Эти данные позволяет получить инструкция к диодам или справочники.

Полная схема выпрямителя на 12 вольт с использованием диодного моста приведена на рис. 4. Т1 – понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого обеспечивает напряжение 10-12 В. Предохранитель FU1 – нелишняя деталь с точки зрения техники безопасности и пренебрегать им не стоит. Марка диодов VD1-VD4, как уже говорилось, определяется величиной тока, который будет потребляться от выпрямителя. Конденсатор С1 – электролитический, емкостью 1000,0 мкФ или выше на напряжение не ниже 16 В.

Напряжение на выходе – фиксированное, величина его зависит от нагрузки. Чем больше ток, тем меньше величина этого напряжения. Для получения регулируемого и стабильного выходного напряжения требуется более сложная схема. Получить регулируемое напряжение от схемы, приведенной на рис. 4 можно двумя способами:

1. Подавая на первичную обмотку трансформатора Т1 регулируемое напряжение, например, от ЛАТРа.
2. Сделав от вторичной обмотки трансформатора несколько отводов и поставив, соответственно, переключатель.

Остается надеяться, что описания и схемы, приведенные выше, окажут практическую помощь в сборке простого выпрямителя для практических нужд.

Классическая схема диодного моста на 12 вольт

Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока. Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

Как работает диодный мост

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Применение диодных мостов

В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах. Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах. Широко применяются и во всех моделях современных сварочных аппаратов.

Как сделать диодный мост

Блок питания 12 вольт 20 ампер своими руками

Многие электротехнические устройства питаются от постоянного напряжения величиной 12 вольт. Если такая техника не особо нуждается в высокой стабильности напряжения, то вполне подойдет самый простой блок питания, состоящий из понижающего трансформатора, диодного моста и фильтрующего конденсатора электролита. Тут вопрос остается только за мощностью такого источника питания, ну и следовательно от нее зависит, какие именно функциональные части будет стоять в блоке питания на 12 вольт. В этой статье давайте разберемся более подробно с этой темой.

Итак, схема простого блока питания на 12 вольт начинается с понижающего трансформатора, задача которого сетевое переменное напряжение 220 вольт понизить до более низкого. Логично предположить, что это пониженное напряжение должно в нашем случае быть 12 вольт. Но нет. На выходе вторичной обмотки трансформатора, для получения в итоге постоянных 12 вольт должно быть около 10 вольт. Почему так? Просто существует в электротехнике такой вот эффект — переменное напряжение после диодного моста имеет выпрямленный ток, но он скачкообразной формы. Когда мы к выходу моста подсоединяем фильтрующий конденсатор электролит эти скачки постоянного напряжения сглаживаются, а само напряжение увеличивается примерно на 18%. Вот и получается, что переменные 10 вольт после выпрямительного моста и фильтрующего конденсатора электролита превратятся в постоянные 12 вольт.

Нам нужно определится, в первую очередь, с мощностью нашего блока питания на 12 вольт. Какую именно максимальную силу тока мы хотим, чтобы он имел. К примеру, нужно иметь максимальную силу тока в 5 ампер. В этом случае, чтобы спаять хороший блок питания на 12 вольт с этим током нам понадобится понижающий трансформатор мощностью около 80 ватт. Напомню, чтобы найти электрическую мощность нужно силу тока перемножить на напряжение. Следовательно мы наши 12 вольт умножаем на 5 ампер и получаем 60 ватт. Плюс к этому мы добавляем небольшой запас (пусть будет 20 ватт). Вот и видим, что нужен трансформатор на 80 ватт (это если идти по оптимальному пути, хотя если вы поставите большей мощности транс, то это только повлияет на общие размеры источника питания).

Для получения тока на вторичной обмотке около 5 ампер, диаметр этой самой обмотки должен быть не менее 1,6 мм (медь). Для определения зависимости диаметра провода вторичной обмотки и силы тока, который она должна обеспечивать нужно смотреть в справочные таблицы (их легко найти в интернете воспользовавшись поиском).

Теперь нужно подобрать подходящий выпрямительный диодный мост, который нам позволит сделать из переменного напряжения постоянное, хотя и скачкообразной формы. Опять же, нужно в начале определится с силой тока, которую диодный мост может выдержать без негативных воздействий на него. Мы определились, что нам нужен максимальный ток 5 ампер. Как и в случае с трансформатором добавим к этому некий запас. В итоге, находим диодный мост (диоды под него) на силу тока в 8-10 ампер. Мост должен быть рассчитан на напряжение не менее 12 вольт (хотя диоды с маленьким обратным напряжением это редкость, обычно они рассчитаны на достаточно большие обратные напряжения). Либо ставим готовый целостный диодный мост, или паяем его сами из четырех диодов с нужными параметрами.

Ну, и последним важным функциональным элементом нашего самодельного блока питания на 12 вольт, что будем паять своими руками, является конденсатор электролит. Он выполняет фильтрующую роль, сглаживая скачки постоянного напряжения, делая постоянное напряжение более ровным (хотя и не идеальным). Для нашего блока питания вполне подойдет конденсатор электролит, рассчитанный на напряжение 16-25 вольт и емкостью около 5 000 — 10 000 микрофарад. Вот и все, осталось только эти все компоненты спаять в единую схему и собрать в подходящем корпусе.

Всем нам известно, что блоки питания сегодня являются неотъемлемой частью большого количества электрических приборов и осветительных систем. Без них наша жизнь нереальна, тем более экономия электроэнергии способствует эксплуатации этих приборов. В основном блоки питания имеют выходное напряжение от 12 до 36 вольт. В этой статье хотелось бы разобраться с одним вопросом, можно ли сделать блок питания на 12В своими руками? В принципе, никаких проблем, ведь этот прибор на самом деле имеет несложную конструкцию.

Из чего можно собрать блок питания

Итак, какие детали и приборы необходимо, чтобы собрать самодельный блок питания? В основе конструкции всего лишь три составляющие:

• Трансформатор.
• Конденсатор.
• Диоды, из которых своими руками придется собрать диодный мост.

В качестве трансформатора придется использовать обычный понижающий прибор, который будет уменьшать вольтаж с 220 В до 12 В. Такие приборы сегодня продаются в магазинах, можно использовать старый агрегат, можно переделать, к примеру, трансформатор с понижением до 36 вольт на прибор с понижением до 12 вольт. В общем, варианты есть, используйте любой.

Что касается конденсатора, то оптимальный вариант для самодельного блока – это конденсатор емкостью 470 мкФ с напряжением 25В. Почему именно с таким вольтажом? Все дело в том, что на выходе из напряжение будет выше запланированного, то есть, больше 12 вольт. И это нормально, потому что при нагрузке напряжение упадет до 12В.

Собираем диодный мостик

А вот теперь очень важный момент, который касается вопроса, как сделать блок питания 12В своими руками. Во-первых, начнем с того, что диод — это двуполярный элемент, как, в принципе, и конденсатор. То есть, у него два выхода: один минус, другой плюс. Так вот плюс на диоде обозначен полоской, а, значит, без полоски это минус. Последовательность соединения диодов:

• Сначала соединяются между собой два элемента по схеме плюс-минус.
• Точно также соединяются между собой и два других диода.
• После чего две парные конструкции необходимо соединить между собой по схеме плюс с плюсом и минус с минусом. Здесь главное не ошибиться.

В конце у вас должна получиться замкнутая конструкция, которая носит название диодный мостик. У нее четыре соединительных точек: две «плюс-минус», одна «плюс-плюс» и еще одна «минус-минус». Соединять элементы можно на любом плате необходимого устройства. Основное здесь требование – это качественный контакт между диодами.

Во-вторых, диодный мост – это, по сути, обычный выпрямитель, который выпрямляет переменный ток, исходящий с вторичной обмотки трансформатора.

Полная сборка прибора

Все готово, можно переходить к сборке конечного продукта нашей идеи. Сначала надо подключить выводы трансформатора к диодному мосту. Их подключают к точкам соединения «плюс-минус», остальные точки остаются свободными.

Теперь необходимо подключить конденсатор. Обратите внимание, что на нем также есть отметки, которые определяют, полярность прибора. Только на нем все наоборот, чем на диодах. То есть, на конденсаторе обычно помечается минусовой контакт, который подсоединяется к точке диодного моста «минус-минус», а противоположный полюс (положительный) присоединяется к точке «минус-минус».

Остается только подключить два питающих провода. Для этого лучше всего выбрать цветные провода, хотя это необязательно. Можно использовать одноцветные, но при условии, что их придется каким-нибудь образом обозначить, к примеру, на одном из них сделать узелок или обмотать конец провода изолентой.

Итак, делается подключение питающих проводов. Один из них подключим к точке «плюс-плюс» на диодном мосте, другой к точке «минус-минус». Все, понижающий блок питания на 12 вольт готов, можно его тестировать. В холостом режиме он обычно показывает напряжение в пределах 16 вольт. Но как только на него подадут нагрузку, напряжение снизится до 12 вольт. Если есть необходимость выставить точное напряжение, то придется к самодельному прибору подключить стабилизатор. Как видите, сделать блок питания своими руками не очень сложно.

Конечно, это простейшая схема, блоки питания могут быть с различными параметрами, где основных два:

Выходное напряжение.

Как дополнение, может быть использована функция, которая разграничивает модели блока питания на регулируемый (импульсный) и нерегулируемый (стабилизированный). Первые обозначены возможностью изменять выходное напряжение в пределах от 3 до 12 вольт. То есть, чем сложнее конструкции, тем больше возможностей у агрегатов в целом.

И последнее. Самодельные блоки питания – это не совсем безопасные аппараты. Так что при их тестировании рекомендуется отойти на некоторое расстояние и только после этого проводить включение в сеть 220 вольт. Если вы что-то неточно рассчитали, к примеру, неправильно подобрали конденсатор, то есть большая вероятность, что этот элемент просто взорвется. В него залит электролит, который при взрыве разбрызгается на приличное расстояние. К тому же не стоит производить замены или пайку при включенном блоке питания. На трансформаторе собирается большое напряжение, так что не стоит играть с огнем. Все переделки надо проводить только на выключенном приборе.

Похожие записи:

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

• Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
• Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
• Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками. Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено. При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции. Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера. Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс. Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус. Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке. При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать. Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Тема: как сделать простой, регулируемый плавно, блок питания своими руками.

Человек, у которого электрика и электроника является хобби, увлечение, делами, что позволяют получать удовольствие или иметь дополнительный заработок, просто обязан иметь у себя в наличии блок питания с плавной регулировкой напряжения! Ведь работая с различной электрической и электронной техникой постоянно приходится сталкиваться с её питанием, а оно, как известно, не всегда одинаково. Постоянно искать источники питания с подходящим напряжением, тоже не выход. Именно в данном случае наиболее рациональным и правильным решением будет создание простого (или сложного, если есть в этом особая необходимость) блока питания, имеющего плавное регулирование напряжения питания. Простая, но надёжная схема представлена на рисунке, давайте её разберём.

Схема простого, регулируемого плавно, блока питания представляет собой две основные части, это сам блок питания и небольшая транзисторная схема параметрического регулятора напряжения. Первая часть содержит понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и конденсатор (сглаживающий фильтр). По большей части именно от выбора этих частей зависит мощность всего блока питания. Что бы не делать слишком большим блок питания ограничимся электрической мощностью в 30 Вт. Хотя для увеличения этой мощности достаточно будет поменять трансформатор, мост и выходной транзистор, имеющие соответствующие величины токов и напряжений.

Итак, находим трансформатор, который рассчитан на входное напряжение 220 вольт и выходное 12-15 вольт, вторичная обмотка должна иметь сечение, обеспечивающее номинальную силу тока в 2-3 ампера. Далее, спаиваем диодный мостик, элементы которого должны быть рассчитаны на ток не меньше 5 ампер (лучше брать с небольшим запасом). И к выходу моста припаяем фильтрующий конденсатор с ёмкостью от 1000 микрофарад и более. Схема плавно регулируемого параметрического стабилизатора после её сборки (спайки) должна сразу начать нормально работать, хотя если есть желание донастройки и точной регулировки внутренних параметров, можете сами по изменять имеющиеся электронные компоненты, поставив туда наиболее подходящие на Ваш взгляд.

Теперь расскажу о самой работе данной схемы плавно регулируемого блока питания. Трансформатор — его задача заключается в преобразовании электрической энергии, то есть он сетевое напряжение 220 вольт понижает до нужных 12 вольт. Заметим, что как был у нас переменный ток, так и остался, хотя и понизилась амплитуда. Диодный мостик занимается тем, что переводит все колебания в один полупериод, а именно значение тока после мостика уже меняется только от нуля и до 12 вольт, не меняя своего полюса. Но волнообразный ток подходит не для всех случаев питания электрооборудования, для многих устройств нужен именно постоянный ток, допускающий минимальные колебания. Для этого и нужен конденсатор, который сглаживает скачки напряжения.

Схема регулятора является параметрической, то есть в схеме создаётся некое опорное напряжение, уже от которого путём деления напряжения и усиления силы тока создаются необходимые выходные величины электрических параметров. С выхода мостика, на котором уже сглажены скачки (фильтрующим конденсатором), напряжение подаётся на цепь параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD2. Тут напряжение делиться, причём на стабилитроне образуется некоторое постоянная его величина с малыми отклонениями. Если напряжение будет меняться, по причине внешних обстоятельств, то эти изменения только будут заметны на R1.

Параллельно стабилитрону, на котором образовалось опорное напряжение постоянной величины, включён переменный резистор R2, что, собственно, и осуществляет плавное изменение выходного напряжения на нашем регулируемом блоке питания. Когда мы его крутим, то получаем определённую величину постоянного напряжения, что далее делится между база-эмиттерными переходами транзисторов, включённых по схеме эмиттерных повторителей. А, как известно, включение по этой схеме заставляет транзисторы работать в режиме усиления только тока, при том, что напряжение остаётся как бы неизменным. То есть, напряжение снятое с переменного резистора передаётся на выход через транзисторы, которые понижают его только на величину своего насыщения (примерно от 0.4 до 0.7 вольт).

Проще говоря — выставили мы на переменном резисторе значение 5 вольт, оно передалось через транзисторы на выход (минус примерно 1.2 вольта, что осели на транзисторных переходах база-эмиттер), а в силу усиления тока, мы получили повышение мощности, срезанной от основной, которая имеется на выходе диодного мостика. Транзисторы тут являются некими электрическими краниками, которыми мы управляем при помощи изменения напряжения на база-эмиттерных переходах. Чем больше мы подадим на них напряжения с переменного резистора, тем сильнее откроются транзисторы (понизится их внутреннее сопротивление) и больше электрической мощности передастся на выход регулируемого блока питания.

Диодный мост | Принцип работы, обозначение, виды

Что такое диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод“. Значит, диодный мост – это радиодеталь, которая состоит из диодов. Здесь очень важно то, как соединены эти диоды, иначе диодный мост превратится просто в кучку из диодов.

Диод на электрических схемах обозначается вот так.

Самый простой диодный мост состоит из 4 диодов, которые соединяются вот так.

Эта рисунок также является самой распространенным обозначением диодного моста на электрических схемах.

Упрощенный вариант выглядит вот так.

Можно увидеть на схемах даже что-то типа этого.

 

Для правильной эксплуатации диодного моста, мы должны его правильно подсоединить. Правильное подключение диодного моста выглядит таким образом.

Как вы видите, на вход диодного моста мы подаем переменное напряжение, а на выходе диодного моста снимаем постоянное напряжение. Отсюда можно сделать вывод:

Диодный мост используется в схемах для того, чтобы получить из переменного тока постоянный ток.

Видео на тему: Что такое диодный мост:

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Итак, в статье про диод мы рассматривал, что будет на выходе диода, если подать на него переменный ток. Для этого мы даже собирали вот такую схему, где G – это синусоидальный генератор. С клемм X1 и X2 уже снимали сигнал.

Мы на диод подавали переменное напряжение.

А на выходе после диода получали уже вот такой сигнал.

То есть у нас получилось вот так.

Да, мы получили постоянный ток из переменного, но стоило ли это того? В этом случае у нас получился постоянный пульсирующий ток, где половина мощности сигнала была вообще вырезана.

Как работает диодный мост в теории

Как вы знаете, переменный ток меняет свое направление несколько раз в секунду. Поэтому, его можно разбить на положительные полуволны и отрицательные полуволны. Положительные полуволны я пометил красным, а отрицательные – синим.

Для того, чтобы диодный мост работал, ему нужна какая-либо нагрузка. Пусть это будет резистор. Следовательно, когда на диодный мост приходит положительная полуволна, протекание тока через него будет выглядеть вот так.

Как вы видите, при положительной полуволне не задействованы диоды, которые я показал штриховой линией.

После положительной полуволны приходит отрицательная полуволна, и в этом случае протекание тока в диодном мосте выглядит так.

В этом случае, диоды, которые работали при положительной полуволне, при отрицательной полуволне они отдыхают). Эстафету принимает на себя другая пара диодов. Можно даже сказать, что в диодном мосте они работают попарно. Одна пара диодов работает на положительную полуволну, а другая пара – на отрицательную.

Обратите внимание на нагрузку. На нее всегда приходит одна и та же полярность тока при любом стечении обстоятельств.

Работа диодного моста на практике

Давайте и мы посмотрим, что получается на выходе диодного моста, если подать на него переменное напряжение. Для этого возьмем 4 простых кремниевых диода и соединим их в диодный мост. Важно, чтобы диоды были одной марки.

На вход диодного моста будем подавать переменное напряжение, и посмотрим, что у нас получается на выходе.

Итак, на вход я подаю вот такой сигнал.

 

На выходе получаю постоянное пульсирующее напряжение.

Здесь мы видим, что отрицательная полуволна в диодном мосте не срезается, а превращается в положительную. Мощность сигнала при этом не теряется, так как отрицательная полуволна просто инвертируется в положительную полуволну. Ну разве не чудо?

Наблюдательный читатель также может заметить, что амплитуда сигнала чуть-чуть просела. Если мы на вход подавали синусоидальный сигнал с амплитудой в 6 Вольт, то на выходе диодного моста имеем чуть меньше 6 Вольт, а точнее где-то 4,8 Вольта. Почему так произошло? Дело все в том, что на кремниевом диоде падает напряжение 0,6-0,7 Вольт. Так как переменное напряжение проходит через 2 диода при каждой полуволне, то на каждом диоде падает по 0,6 Вольт. 2×0,6=1,2 Вольта. 6-1,2=4,8 Вольта.

Теперь можно с гордостью нарисовать рисунок.

Виды диодных мостов

Примерно так выглядит импортный и советский диодные мосты.

 

Например, на советском показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а контакты, с которых сниамем постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.

Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах.

Есть даже диодный мост для трехфазного напряжения.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы, а два другие – на постоянное напряжение.

Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов.

В основном трехфазные мосты используются в силовой электронике.

Характеристики диодного моста

Как мы уже с вами разобрали, в электронике встречаются диодные мосты в разных корпусах и имеют разные габариты.

Почему так? Дело в том, что каждый диодный мост обладает какими-то своими характеристиками, о которых мы и поговорим в этой главе.

Чтобы далеко не ходить, давайте рассмотрим диодный мост GBU6K и рассмотрим на его примере, как читать характеристики.

Для того, чтобы понять, что это за фрукт и с чем его едят, надо скачать на него техническое описание (даташит). Вот ссылка на этот диодный мост. Ниже рассмотрим основные характеристики диодного моста, которых будет достаточно для рядового электронщика.

Распиновка и корпус

Итак, на главной странице мы видим распиновку выводов. Распиновка – это какие выводы за что отвечают и как правильно их соединять с внешней цепью.

Как вы видите, на средний выводы подаем переменное напряжение, а с крайних выводов снимаем постоянное напряжение. Также на рисунке показано, как соединяются диоды в этом диодном мосте. Нам эта информация еще очень пригодится.

Чуть ниже мы видим вот такую табличку, которая показывает нам самые главные первичные характеристики.

Package – тип корпуса. Корпуса GBU выглядят вот так.

Максимальный ток

Итак, с этим разобрались. Далее следующий параметр. I_F(AV) – максимальный ток, который может “протащить” через себя этот диодный мост. В даташите есть таблички и графики, какие условия должны соблюдаться, чтобы мост смог протащить через себя этот ток без вреда для своего здоровья.

Поэтому, диодные мосты в больших металлических корпусах способны “протащить” через себя очень большую силу тока. Если же маленький диодный мост вставить в какой-нибудь мощный блок питания, то скорее всего он просто-напросто сгорит.

В промышленности в силовой электронике стараются использовать диодные моста большой мощности, например, вот такой диодный мост может “протащить” через себя силу тока в 50 Ампер.

 

Максимальное пиковое обратное напряжение

Грубо говоря, это обратное напряжение диода. Если его превысить, то произойдет пробой и диоду, а следовательно и диодному мосту, придет “кирдык”. Этому параметру также следует уделять внимание, когда вы будете выпрямлять сетевое напряжение. Если вы будете подавать на диодный мост 220 Вольт, то его пиковое значение будет составлять 310 Вольт (220 × √2). Так как у меня диодный мост GBU6K, то надо смотреть табличку ниже. Как вы видите, пиковое обратное напряжение диодов составляет 800 Вольт. Значит, такой диодный мост вполне подойдет для выпрямления сетевого напряжения.

 

Как проверить диодный мост

1-ый способ.

Как вы теперь знаете, однофазный диодный мост состоит из 4 диодов. Для того, чтобы узнать их расположение, мы должны скачать даташит на данный диод и посмотреть, как расположены диоды в данном диодном мосте. Например, для моего моста GBU6K диоды расположены вот так.

То есть все, что мне надо сделать – это просто прозвонить каждый диод с помощью мультиметра. Как это сделать, я писал еще в этой статье.

Второй способ.

Он же 100%. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор, а также резистор, желательно 5-10 КОм. После того, как мы нашли его расположение выводов, на “+” и “-”  припаиваем резистор 5-10 КОм. С этих же выводов снимаем осциллограмму.

То есть все должно выглядеть вот так.

 

 

Смотрим осциллограмму

Значит, диодный мост исправен.

Диодный мост генератора

Диодный мост генератора в автомобилях выпрямляет переменное напряжение, которое поступает от обмоток статора генератора. То есть грубо говоря, без диодного моста получается трехфазный мини-генератор.

Диодный мост генератора ВАЗ 2110

В этой статье будем рассматривать диодный мост от генератора ВАЗ 2110.

Он сделан по схеме Ларионова с некоторым дополнением в виде 3 дополнительных диодов.

Как проверить диодный мост генератора

Для проверки диодного моста генератора есть два способа.

Проверка с помощью лампы накаливания

Этот способ считается самым простым, и все его могут применить, так как под рукой всегда найдется аккумулятор и лампа на 12 В. Иначе откуда у вас автомобильный генератор?)

Предварительно лучше запаять или прикрепить к лампе два провода, чтобы было проще производить проверку. Итак, собираем наш прибор для проверки диодного моста генератора из лампы и аккумулятора вот по такой схеме.

Далее, все что нам надо сделать – это просто проверить каждый диод. Итак, вспоминаем, что диод в одном направлении проводит электрический ток, а в другом нет. Получается, нам надо в каждый диод “тыкнуться” два раза, чтобы узнать исправен ли он. Так мы и сделаем.

Вместо аккумулятора у меня будет лабораторный блок питания на 12 Вольт, что в принципе не играет никакой роли. Мой “прибор” для проверки диодов выглядит вот так.

Красные крокодил – это плюс от аккумулятора, в моем случае – от блока питания, а черный – это минус.

Поехали! У нас имеется 9 диодов. Начнем, пожалуй, с больших диодов-таблеток, которые вмонтированы в металлические пластины. Цепляюсь одним выводом-крокодилом к пластине, на которой вмонтирован один конец диода

 

а другим выводом, который идет от лампы накаливания касаюсь другого вывода диода и вуаля! Лампа зажглась!

Теперь надо обязательно поменять выводы наших проводов с самопального прибора местами и снова повторить это действие.

Как вы видите, наша лампа не горит, и это замечательно! Потому что мы сейчас только что убедились в том, что наш диод абсолютно здоров и готов выполнять свою задачу на 100%.

Таким же образом проверяем все диоды таблетки.

Маленькие черные диоды проверяются точь-в-точь таким же способом.

Меняем выводы и убеждаемся, что диод рабочий.

Правила:

1) Если лампочка не горит ни так ни сяк, значит диод неисправен.

2) Если лампочка горит и так и сяк, значит диод тоже неисправен.

3) Если лампочка горит, а при смене щупов не горит, значит диод исправен.

Проверка с помощью мультиметра

Не у всех есть такой замечательный прибор, как мультиметр, но он должен быть у каждого уважающего себя электрика и электронщика.

В каждом хорошем мультиметре есть функция прозвонки диодов. Как я уже говорил, наш автомобильный диодный мост будет исправен, если все его диоды будут исправны.

Берем в руки мультиметр и ставим его в режим прозвонки диодов.

И начинаем проверять все диоды друг за другом на исправность. В одном направлении диод должен показать значение от 0,4 и до 0,7 Вольт. В нашем случае 0,552 Вольта, что вполне приемлемо.

Далее меняем щупы местами и видим, что мультиметр показывает нам OL, что говорит нам о том, что превышен предел измерения. Значит, диод жив и здоров).

Таким же образом проверяем все оставшиеся диоды.

Похожие статьи по теме “диодный мост”

Автомобильное зарядное устройство

Как получить постоянное напряжение из переменного

Как проверить диод и светодиод мультиметром

Простой блок питания

 

Выпрямитель тока 12 вольт своими руками

Тема: как можно спаять источник питания на 12 вольт своими руками (схема).

Если вам нужен источник постоянного питания с напряжением 12 вольт, а его нет под рукой, то его можно и купить. Если брать дешёвый блок питания, то его качество будет оставлять желать лучшего. Обычно такие недорогие БП хороши только с виду. Когда их открываешь, то оказывается, что его характеристики (указанные на корпусе) по току завышены. В реальности он не способен обеспечить в полной мере ту мощность, что заявлена производителем (как правило). Можно купить и более дорогостоящий блок питания на 12 вольт, но собрать своими руками по частям выйдет гораздо дешевле, а по качеству ничуть не хуже.

Итак, как сделать хороший и простой блок питания на 12 вольт своими руками, что для этого нам понадобится? Нужен понижающий силовой трансформатор, выпрямительный диодный мост и фильтрующий конденсатор электролит. Трансформатор будет понижать сетевое напряжение (220 В) до нужного, а именно до 10 вольт. Почему до 10, а не 12. Потому, что есть такой эффект — переменное напряжение после диодного моста (имеющего конденсатор достаточной емкости) станет процентов примерно на 18 больше, чем без конденсатора. Это стоит учитывать при сборке любого блока питания.

Трансформатор нужен той мощности, которая вам нужна. То есть, изначально вы должны знать, какой именно максимальный ток должен выдавать данный блок питания. Зная ток и выходное напряжение можно найти электрическую мощность. Нужно просто ток (к примеру 3 ампера) перемножить на напряжение выхода (в нашем случае это 12 вольт). Стоит ещё добавить небольшой запас по мощности процентов 25. В итоге получим, что нужен трансформатор мощностью около 50 Вт.

С размерами (мощностью) трансформатора определились. Исходя из этого вторичная обмотка транса должна иметь нужное сечение, чтобы обеспечить нужную силу тока. Для 3 ампер (максимальное значение) на выходе нашего самодельного блока питания сечение вторичной обмотки трансформатора должно быть около 1,3 мм. Если на магнитопроводе достаточно места, то можно намотать провод большего диаметра (это только увеличит максимальную силу тока источника питания).

Итак, наш трансформатор на выходе вторичной обмотки будет выдавать переменное напряжение величиной 10 вольт. Это напряжение имеет форму синусоиды, которая меняет свои полюса с частотой 50 герц. Нам же нужен постоянный ток, который не имел этого периодического изменения полюсов. Для этого используется выпрямительный диодный мост. Его задача сводится к тому, что он все полупериоды делает однополюсными, хотя и скачкообразными (плавно возрастающими и убывающими). Диодный мост можно купить готовым, хотя его можно спаять и самому из 4х одинаковых диодов, которые должны быть также рассчитаны на нужный выходной ток. Для нашего самодельного блока питания с 3 амперами нужно взять диоды, рассчитанные на ток в 6 А (берём с учётом запаса).

Поскольку после диодов напряжение имеет скачкообразный вид, его нужно отфильтровать. Это делается обычным электролитическим конденсатором, соответствующей емкости. Значит достаем еще и конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, с емкостью 2200 мкф (чем больше, тем лучше фильтрация, но при этом и размеры конденсатора будут увеличиваться). Вот и всё, теперь эти элементы нужно просто спаять между собой (трансформатор, выпрямительный диодный мост и конденсатор электролит).

Выпрямитель — это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения — амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

Схемы

Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

2. Выпрямитель со средней точкой.

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере. О них мы недавно писали большую статью — Как устроен компьютерный блок питания.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный – всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В – это падение на переходе эмиттер база, подробнее об этом мы писали в статье о биполярных транзисторах. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Продолжаем тему www.drive2.ru/b/2181752/, с описанием пошагово изготовление нашей зарядки.
Шаг 4: «выпрямительная» схема.
Мы ранее с катушкой, корпусом и охлаждением уже определились, но дело в том что катушка или трансформатор выдает переменный ток, для его преобразования в постоянный нужна схема диодного «моста» или готовый диодный мост который выдерживают от 30А и выше.

У меня нашлось Д243, мне как раз подходит.

Далее с помощью наших друзей,

режем любой алюминиевый профиль для изготовления радиаторов охлаждения.

Соединяем элементы между собой по схеме,

Для соблюдения полярности и облегчения сборки на каждом диоде есть метка (рисунок), по которому можно ориентироваться.
У меня получилось так, уже пометил черным и красным где на выходе должна полярность, плюс красным и минус черным.

Теперь все эти элементы размещаем в корпус, соблюдая расстояние, и согласно схеме подключаем к трансформатору (катушке).

У меня вышло так.

Фактически это уже готовый простейший блок питания без защит. В нем присутствует система охлаждения что предохранит наш блок и детали от перегрева. Но в нем нету защиты от короткого замыкания и работу с ним нужно контролировать отдельным измерительным прибором.

Шаг 5: Простейшая схема самого доступного зарядного устройства.

Для создания нам понадобится любой простейший блок питания от 15V и выше. Подойдут также блоки питания к ноутбука и бытовой техники.
Так как мы уже изготовили такой блок, рассмотрим схемы подключения к автомобильному АКБ для зарядки. Самая распространенная.

Как видно дополнительный элемент цепочки это автомобильная лампочка на 12В либо несколько штук.

Можно сказать лампочка будет индикатором работы, зарядки, и небольшая защита блоков питания от выхода из строя. Так как автомобильные АКБ по сути имеют низкуй плотность и блоки питания которые не предназначены для этого могут попросту выйти из строя. Также если вдруг попадется АКБ с замкнутыми банками про что будет сигнализировать очень яркое свечение.

Согласно этой схеме к нашему блоку я подключил акб через эти лампочки,

По этой схеме такая зарядка которую я собрал выдает до 3 Ампер.

При до зарядке спокойно дает 1 Ампер, что благоприятно воздействует на АКБ, при этом неплохо заряжает на низких токах.

При зарядке АКБ нужно выкрутить заглушки на банках на АКБ.

Минус такой схемы что процесс зарядки надо контролировать отдельным измерительным прибором чтобы на АКБ не было перезарядки, то есть при достижении на клеммах до

14.4В либо закипания в банках нужно всё отключить.

В следующей темах рассмотрим простейшие схемы регулировок тока — изготовим свою, рассмотрим как подключать измерительные приборы вольтметр амперметр. Можно сказать немного усложним конструкцию которую сможет изготовить каждый не имея опыта по радиоэлектронике.

Ну как то так всем мира и добра, добавляйте комментарии если есть что подсказать или поучаствовать, я не откажусь :).

Смотрите также

Комментарии 8

смысл?
проще купить, и не тратить время на то, на сборку чего нужны знания и образование как минимум!
мой совет — купите готовый заводской прибор, кому что понравится, а как выбрать — и что — это уже другая тема.
я купил себе заводской приборчик ссср.

Смысл, что он мне обошелся в копейки, запчасти из хлама, тот который у меня уже 5 год без проблем работает, а этот с темы подарил знакомому.
Насчет образования, есть люди которые сами машину делают, а есть кто лампочки на сто меняет, каждому свое.
Насчет заводского, на всех СССРовских не хватит, в селах там как раз больше старых тв и магнитофонов где запчастей и всякого добра хватает, главное с умом подойти, хотя можно купить дешевый китайский и не парится, сгорел черт с ним купил другой, цена вопроса.

не надо приучать себя к тому, чтобы сделать абы как и тд…современные устройства имеют разные режимы работы и более мощные характеристики за не большые деньги, плюс имеют защиту, в большинстве своем…
а делая такой прибор самому — можно бед натворить столько…что сам потом не рад будешь…
большинство радиолюбителей по видео показывают постройку самоделки…якобы просто — но обычному человеку это даже не под силу и не надо это ему…люди берутся за это и не понимают одно — зачем они это делают — не обладая элементарными знаниями.
не рекомендую я этим заниматься, благо потери будут, и хорошо если минимальные, например сжег дома проводку и тд…
о безопасности мало кто задумывается — и подобные поделки далеко не безопасны…в тч и ваша…

хочешь натворить бед — займись ерундой!

Смысл, что он мне обошелся в копейки, запчасти из хлама, тот который у меня уже 5 год без проблем работает, а этот с темы подарил знакомому.
Насчет образования, есть люди которые сами машину делают, а есть кто лампочки на сто меняет, каждому свое.
Насчет заводского, на всех СССРовских не хватит, в селах там как раз больше старых тв и магнитофонов где запчастей и всякого добра хватает, главное с умом подойти, хотя можно купить дешевый китайский и не парится, сгорел черт с ним купил другой, цена вопроса.

радость от обладания качественной вещью, прибором и тд намного выше — чем от поделки наподобие вашей…это доказано.
но я вас не осуждаю — вам нравится — это главное, мне не нравится)))

Странные рассуждения, насчет безопастности, готовый прибор безопасен, там стоят предохранители и защита от переполюсовки, здесь в теме лиш пример доступными словами.
Насчет качества, загляните во внутрь тех недокитайских приборов которым сейчас на рынке торгуют, мне иногда приносят их в ремонт, так что можете успокоится там качесто хорошее )).
У каждого товара есть свой купец.

3 ампера? это совсем не плохо, у меня вдвое слабей

Молодец . Так держать .
Сам тут собираю простую зарядку другу. Пришли морозы а МЫ их не ждали . Как соберу тоже выложу отчёт .

Несколько раз зимой заряжался от блока ноутбука))

Как спаять диодный мост на 12 вольт

Диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Следовательно, диодный мост должен состоять из диодов, но они должны соединятся с друг другом в определенной последовательности. Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье.

Обозначение на схеме

Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:

Иногда в схемах его обозначают еще так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, мы должны правильно соединить диоды и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка “

”. На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов обозначенных значками “+” и “-“. Диодный мост также называют диодным выпрямителем.

Принцип работы

Для выпрямления переменного напряжения в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок, как все это будет выглядеть:

Диод срезает отрицательную полуволну переменного напряжения, оставляя только положительную, что мы и видим на рисунке выше. Вся прелесть этой немудреной схемы состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Проблема кроется в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения. Ее срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была придумана великими умами схема диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну, тем самым у нас сохраняется мощность.

На выходе диодного моста появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в 100 Герц. Это в два раза больше, чем частота сети.

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.

Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220В делает 12В.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. Мультиметр показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на так называемом “холостом ходу”.

Давайте же рассмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки трансформатора. Максимальную амплитуду напряжения нетрудно посчитать. Если не помните как это делать, можно прочитать статью Осциллограф. Основы эксплуатации.

3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осциллограф не врет, все ОК.

Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки трансформатора наш диод.

Цепляемся снова щупами осциллографа

Смотрим на осциллограмму

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.

С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму

Вот, теперь порядок.

Виды диодных мостов

Чтобы не заморачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате, получился очень компактный и удобный радиоэлемент – диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский ))).

Например, на советском диодном мосте показаны контакты, на которые нужно подавать переменное напряжение значком ”

“, а контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.

Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах

Есть даже автомобильный диодный мост

Существует также диодный мост для трехфазного напряжения. Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов:

В основном трехфазные диодные мосты используются в силовой электронике.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы и с двух других выводов мы будем снимать постоянное пульсирующее напряжение.

Как проверить диодный мост

1) Первый способ самый простой. Диодный мост проверяется целостностью всех его диодов. Для этого прозваниваем каждый диод мультиметром и смотрим целостность каждого диода. Как это сделать, читаем эту статью.

2) Второй способ 100%-ый. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор. Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменному напряжению со значками “

”, а с двух других контактов, с “+” и “-” снимаем показания с помощью осциллографа.

Значит, импортный диодный мост исправен.

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Диодный мост: схема подключения и назначение

В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.

Что такое диоды

Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков. Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом. Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.

Один диод не может получить из переменного напряжения полноценное постоянное. Поэтому на практике используют более сложные сочетания этих элементов. Сборка из 4 или 6 деталей, объединённых по специальной схеме, образует диодный мост. Он уже вполне способен справиться с полноценным выпрямлением тока.

Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.

Однофазный и трёхфазный диодный мост

Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:

• Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т.е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
• Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.

Принцип работы диодного моста

Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис. б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу. Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.

Выпрямитель

Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени. Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение. Данный выпрямитель нельзя считать законченным.

Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка. Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a). На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.

Преимущества двухполупериодного диодного моста

Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод. Объясняется это тем, что он даёт возможность:

1. снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
2. снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
3. повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.

Недостатки полного моста

У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:

1. Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
2. При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.

Конструкция

Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».

Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

Маркировка выпрямителей

Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.

Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение. Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-». Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов. Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.

Диодный мостик своими руками

Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже. Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения. Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.

Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.

Выбор типа сборки

Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

• Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
• Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
• Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Проверка элементов

В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

Использование барьера Шоттки

Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

Что такое диодный мост и как он работает?

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

• На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
• Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
• Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
• Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как U_Аобр в отечественных моделях или V­_rpm для зарубежных.
• Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение U_обр в отечественных образцах или V­_r(rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как I_пр или I_o для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
• Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как I_fsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
• Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­_fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
• За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
• Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Следовательно, диодный мост должен состоять из диодов, но они должны соединятся с друг другом в определенной последовательности. Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье.

Обозначение на схеме

Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:

Иногда в схемах его обозначают еще так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, мы должны правильно соединить диоды и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка “

”. На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов обозначенных значками “+” и “-“. Диодный мост также называют диодным выпрямителем.

Принцип работы

Для выпрямления переменного напряжения в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок, как все это будет выглядеть:

Диод срезает отрицательную полуволну переменного напряжения, оставляя только положительную, что мы и видим на рисунке выше. Вся прелесть этой немудреной схемы состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Проблема кроется в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения. Ее срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была придумана великими умами схема диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну, тем самым у нас сохраняется мощность.

На выходе диодного моста появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в 100 Герц. Это в два раза больше, чем частота сети.

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.

Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220В делает 12В.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. Мультиметр показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на так называемом “холостом ходу”.

Давайте же рассмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки трансформатора. Максимальную амплитуду напряжения нетрудно посчитать. Если не помните как это делать, можно прочитать статью Осциллограф. Основы эксплуатации.

3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осциллограф не врет, все ОК.

Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки трансформатора наш диод.

Цепляемся снова щупами осциллографа

Смотрим на осциллограмму

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.

С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму

Вот, теперь порядок.

Виды диодных мостов

Чтобы не заморачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате, получился очень компактный и удобный радиоэлемент – диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский ))).

Например, на советском диодном мосте показаны контакты, на которые нужно подавать переменное напряжение значком ”

“, а контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.

Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах

Есть даже автомобильный диодный мост

Существует также диодный мост для трехфазного напряжения. Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов:

В основном трехфазные диодные мосты используются в силовой электронике.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы и с двух других выводов мы будем снимать постоянное пульсирующее напряжение.

Как проверить диодный мост

1) Первый способ самый простой. Диодный мост проверяется целостностью всех его диодов. Для этого прозваниваем каждый диод мультиметром и смотрим целостность каждого диода. Как это сделать, читаем эту статью.

2) Второй способ 100%-ый. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор. Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменному напряжению со значками “

”, а с двух других контактов, с “+” и “-” снимаем показания с помощью осциллографа.

Значит, импортный диодный мост исправен.

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено сделать его устойчивой к ошибкам от далёких от электроники юзерам.

Просмотрев несколько разных схем с сайта 2Схемы обнаружилось, что бессмысленно делать какую-то автоматику и электронику. Выпрямитель должен просто давать правильное напряжение и, при необходимости, оптимальный ток. Что как раз нужно автомобильным аккумуляторам.

Схема выпрямителя для АКБ на 12 и 24 В

В общем конструкция тривиальна. Трансформатор, выключатель, диодный мост, светодиоды, амперметр, реле, кнопка. Вот и всё.

Как действует зарядное устройство

Нажмите кнопку СТАРТ, чтобы подать напряжение на трансформатор. Это приводит в действие реле Pk, которое соединит контакты, подключенные параллельно кнопке START. Цепь зафиксируется и проводит до тех пор, пока на катушке реле есть напряжение.

Реле действует как «защита от дурака», такая как случайное замыкание и постоянная перегрузка выпрямителя. Короткое замыкание или большой ток вызывают падение напряжения и реле размыкается, отключая источник питания трансформатор и защищая выпрямитель от повреждения.

Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе. Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный. Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.

Выходные напряжения 14 В и 28 В. Ток — 3,5 А или чуть выше. Понадобилось всего 5 часов, чтобы собрать и запустить его (с перерывом на обед). Передняя панель напечатана на белой клейкой бумаге для струйной печати.

Аккумулятор должен заряжаться током 1/10 от его емкости, то есть 45 Ач — 4,5 А. Что подразумевает полное время зарядки 10 часов. Полная разрядка кислотной батареи окажет большое влияние на ее работу.

Конечно ошибкой является отсутствие предохранителя на выходе выпрямителя, который защитил бы АКБ в случае пробоя моста. Кроме того, сетевой предохранитель следует обязательно размещать на обмотке.

Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).

Понятно что в идеале зарядный ток должен быть установлен на уровне 10% емкости аккумулятора (например 100 Ач — это 10 A зарядный ток или 50 Ач — это зарядный ток 5 А), после этого зарядное напряжение не должно превышать 13,8 В во время обычной зарядки, а на ускоренном третьем напряжении 15 В должен быть автоматический выключатель зарядки, когда зарядный ток достигает небольшого значения на конечной стадии зарядки и зависит от емкости аккумулятора и его температуры, ну и должно быть защищено от короткого замыкания и перегрузки, но это всё уже из области совсем других ЗУ.

Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!

Схема защиты зарядного

Самая простая система защиты может быть выполнена на нескольких радиоэлементах. Реле с контактным током, превышающим зарядный ток (например 16 А) — катушка на 5-9 В постоянного тока. Диод — 1 А, резистор Р — в 5 раз больше, чем сопротивление катушки реле. Конденсатор С — например 220 мкФ 25 В. Конечно у схемы есть недостаток — после отсоединения аккумулятора реле продолжает работать, пока не отключится электропитание.

Можно использовать два решения. Сначала установите дополнительный выпрямительный диод в направлении противоположном «стабилитрону» в цепи катушки реле. Второе решение состоит в том, чтобы поставить выпрямительный диод в противоположном направлении вместо «стабилитрона», а светодиод также обратно плюс резистор и использовать его как знак обратного подключения батареи.

Также советую использовать диоды Шотки, например, от блока питания компьютера. Эти диоды выделяют меньше тепла чем обычные. Дальнейшее снижение потерь мощности в выпрямителе может быть достигнуто с помощью трансформатора с симметричной (двойной) вторичной обмоткой. Трансформатор тут на 50 Вт, нельзя ожидать от него многого, но он всё-же делает свою работу уже долгое время.

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками? Зарядные устройства для аккумуляторов своими руками как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12В.

Одно из основных средств защиты в радиолюбительской лаборатории — это, конечно, блок питания, а, как известно, в основе большинства блоков питания лежит силовой трансформатор напряжения. Иногда в руках оказываются отличные трансформаторы, но после проверки обмоток становится понятно, что нужное вам напряжение отсутствует из-за марки первичной или вторичной.Выход из этой ситуации один — перемотать трансформатор и намотать вторичную обмотку своими руками. В любительском оборудовании обычно требуется напряжение от 0 до 24 вольт для питания различного устройства.

Поскольку блок питания будет работать от бытовой сети 220 вольт, то при проведении небольших расчетов становится понятно, что в среднем каждые 4-5 витков вторичной обмотки трансформатора дают напряжение 1 вольт.

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками?

Это означает, что для блока питания с максимальным напряжением 24 вольта вторичная обмотка должна содержать 5 * 24 и прилив 115-120 витков.Для мощного блока питания нужно также подобрать корневой участок для перемотки, средний диаметр провода выбирается на средний блок питания 1 миллиметр (от 0,7 до 1,5 мм).

Для создания мощного блока питания нужен был мощный трансформатор, как нельзя лучше подошел трансформатор от черно-белого телевизора Советского Союза. Трансформатор необходимо разобрать, удалить сердечки (кусочки) и очистить все вторичные обмотки, оставив только сеть, весь процесс занимает не более 30 минут.

Далее берем указанный провод и наматываем каркас трансформатора из расчета 5 витков на 1 вольт. Таким способом можно собрать своими руками например зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, для зарядки автомобильного аккумулятора вторичная обмотка должна содержать 60-70 витков (напряжение зарядки должно быть не менее 14 вольт, текущий ток равен 3-10 ампер), то нужен мощный диодный мост для выпрямления переменного тока и все готово.

А вот для зарядки автомобильного аккумулятора провод вторичной обмотки трансформатора нужно выбирать диаметром не менее 1.5 миллиметров (от 1,5 до 3 миллиметров для тока зарядки от 3 до 10 ампер). Таким же образом можно проектировать сварочный аппарат и другие силовые устройства.

Зарядное устройство 12В своими руками

Это зарядное устройство, которое я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14,5 В, максимальный ток заряда 6 А. Но они также могут заряжать другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать. широко. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте Алиэкспресс.

Это эти компоненты:

Еще требуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как красить трансформатор ТС-180-2. Смотрите в этой статье), провода, сетевой штекер, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (при токе заряда 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15-20 вольт. Диодный мост можно набирать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстыми и короткими.

Как зарядить автомобильный аккумулятор

Диодный мост необходимо закрепить на большом радиаторе. Вам нужно увеличить радиаторы DC-DC преобразователя или использовать вентилятор для охлаждения.

Схема зарядного устройства

для автомобильного аккумулятора

Сборка зарядного устройства

Подключите шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, подключите диодный мост и вторичную обмотку трансформатора.Продал конденсатор к плюсовому и минусовым выводам диодного моста.

Подключите трансформатор к сети 220 вольт и сделайте замеры мультиметром напряжения. Получил следующие результаты:

1. Напряжение переменного тока на outlook outlook 14,3 вольта (напряжение в 228 вольт).
2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18,4 Вольт (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, подключите диодный мостовой понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный и вольтамперметр.

Установка выходного напряжения и зарядного тока

На вкладке DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другой — максимальный ток зарядки.

Включите зарядное устройство в сеть (к выходному проводу ничего не подключено), индикатор покажет напряжение на выходе устройства, а ток равен нулю. Установите потенциометр напряжения на выходе 5 вольт. Замкните выходные провода, потенциометр тока, установите ток короткого замыкания 6 А.Затем устраните короткое замыкание, отсоединив выходные провода и потенциометр напряжения, выставив на выходе 14,5 вольт.

Оборонная защита

Это зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при перемешивании может выйти из строя. Для защиты от корок в разрыв плюсового провода аккумуляторной батареи можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют небольшое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккума, тока не будет.Правда, этот диод нужно будет установить на радиатор, так как при зарядке через него будет протекать длительный ток.

В блоках питания компьютеров используются подходящие диодные сборки. В такой сборке два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет пополнить. Для нашего зарядного устройства подходят диоды с током не менее 15 А.

Следует учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз настроить верхний предел напряжения с учетом падения напряжения на защитных диодах. Для этого потенциометр напряжения на плате DC-DC преобразователя должен быть выставлен на 14,5 вольт, измеренных мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Как зарядить аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпкой, смоченной в содовом растворе, затем просушите. Снимите пробки и проконтролируйте уровень электролита, при необходимости долейте дистиллированную воду.Пробки во время зарядки необходимо закручивать. Внутрь АКБ не должно попадать мусор и грязь. Помещение, в котором заряжается аккумулятор, должно хорошо проветриваться.

Подключаем аккумулятор к зарядному устройству и включаем устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14,5 вольт, ток со временем будет уменьшаться. Аккумулятор можно условно зарядить при снижении тока заряда до 0,6 — 0,7 А.

DC-DC Преобразователь понижающий TC43200 — ссылка на товары.

Обзор понижающего преобразователя DC-DC CC CV TC43200.

Устройство может использоваться для подзарядки автомобильных аккумуляторов емкостью до 100 Ач, для зарядки в режиме, близком к оптимальному, мотоциклетных аккумуляторов, а также (с простой доработкой) в качестве лабораторного блока питания.

Зарядное устройство выполнено на базе двухтактного транзисторного преобразователя напряжения с автотрансформаторной связью и может работать в двух режимах — источник тока и источник напряжения.При выходном токе меньше некоторого предельного значения работает как обычно — в режиме источника напряжения. Если необходимо увеличить ток нагрузки сверх этого значения, выходное напряжение резко упадет — устройство перейдет в режим источника тока.

Зарядные устройства для автомобильного аккумулятора своими руками

Режим источника тока (обладающего большим внутренним сопротивлением) обеспечивается включением балластного конденсатора в первичную цепь преобразователя.

Принципиальная схема зарядного устройства представлена ​​на рис.2.94.

Рис. 2.94. Принципиальная схема зарядного устройства с гасящим конденсатором в первичной цепи.

Сетевое напряжение через балластный конденсатор С1 поступает на выпрямительный мост VD1. Конденсатор C2 сглаживает пульсации, а Zelabortron VD2 стабилизирует выпрямленное напряжение. Стабилитрон VD2 одновременно защищает от перегрузки на транзисторах напряжения преобразователя на холостом ходу, а также при закрытии выхода устройства при повышении напряжения на выходе моста VD1.Последнее связано с тем, что при замыкании выходной цепи генерация преобразователя может выйти из строя, при этом ток нагрузки выпрямителя уменьшается, а его выходное напряжение увеличивается. В таких случаях стабилизация VD2 ограничивает напряжение на выходе моста VD1.

Преобразователь напряжения

собран на транзисторах VT1, VT2 и трансформаторе Т1. Преобразователь работает на частоте 5 ÷ 10 кГц.

Диодный мост VD3 выпрямляет напряжение, снятое со вторичной обмотки трансформатора.Конденсатор С3 — сглаживающий.

Экспериментально снятые нагрузочные характеристики зарядного устройства показаны на рис. 2.95. При увеличении тока нагрузки до 0,35 ÷ 0,4 выходное напряжение меняется незначительно, а при дальнейшем увеличении тока резко уменьшается. При подключении к выходу устройства неавтоматизированной аккумуляторной батареи напряжение на выходе моста VD1 снижается, стабилитрон VD2 выходит из режима стабилизации и, поскольку во входной цепи включен конденсатор С1 с большим реактивным сопротивлением, устройство работает в текущем исходном режиме.

При уменьшении тока зарядки устройство плавно переходит в режим источника напряжения. Это позволяет использовать зарядное устройство в качестве маломощного лабораторного источника питания. При токе нагрузки менее 0,3 и уровне пульсаций на рабочей частоте преобразователя не более 16 мВ, выходное сопротивление источника уменьшается до нескольких Ом. Зависимость выходного сопротивления от тока нагрузки показана на рис. 2.95.

Фиг.2.95. Нагрузочные характеристики зарядного устройства с гасящим конденсатором в первичной цепи.

Установка зарядного устройства с гасящим конденсатором в первичной цепи

Создание начинается с проверки правильности установки. Затем убеждаемся в работоспособности устройства при замкнутой выходной цепи. Ток замыкания должен быть не менее 0,45 0,46 А. В противном случае резисторы R1, R2 следует подбирать так, чтобы обеспечить надежное насыщение транзисторов VT1, VT2. Больший ток замыкания соответствует меньшему сопротивлению резисторов.

При необходимости использования устройства для зарядки малогабаритных аккумуляторов емкостью до единиц ампер-часов и регенерации гальванических элементов рекомендуется обеспечить регулировку зарядного тока. Для этого вместо одного конденсатора С1 следует предусмотреть набор конденсаторов меньшей емкости, переключаемых переключателем. С достаточной для практики точностью максимальный зарядный ток — ток замыкания выходной цепи пропорционален емкости бака балластного конденсатора (при 4 мкФ ток равен 0.46 А).

Если необходимо снизить выходное напряжение лабораторного блока питания, VD2 достаточно заменить другим, с меньшим напряжением стабилизации.

Трансформатор Т1 намотан на кольцевой магнитопровод размером К40Х25Х11 из феррита 1500 нм1. Первичная обмотка содержит 2 × 160 витков провода ПЭВ-2 0,49, вторичная — 72 витка провода ПЭВ-2 0,8. Обмотки изолированы между двумя слоями лакетов.

Стабилодрон ВД2 Устанавливается на радиатор полезной площадью 25 см 2

Транзисторы преобразователя в дополнительных радиаторах не нуждаются, так как работают в ключевом режиме.

Конденсатор С1 — бумажный, рассчитанный на номинальное напряжение не менее 400 В.

Трансформатор — преобразует напряжение питания 220 вольт в нужные нам 12 вольт или в некоторых приборах до 14,4 вольт (последнее соответствует напряжению питания автомобиля при работающем генераторе)

Диодный мост представляет собой четыре соединенных между собой диода, которые преобразуют переменное электричество в постоянное.

Блок управления зарядкой — один из важнейших элементов, контролирующих токи заряда.Позволяет заряжать аккумулятор полностью и при этом не перезаряжать его (не позволяет кипятить электролит внутри аккумулятора)

Регуляторы, разъемы, индикаторы и другие органы управления.

Провода и клеммы Для подключения к батарее.

Итак, рассмотрим один из самых дешевых образцов зарядного устройства — рыночная стоимость около 40 долларов.

Технические характеристики зарядного устройства:

Заряжает аккумуляторы от 10 до 75 ампер-часов.
Можно заряжать аккумуляторы 6 В или 12 В для автомобиля, мотоцикла, скутера, мопеда и т. Д.
(На передней панели визуально можно найти специальный переключатель между напряжениями 6 или 12 вольт аккумулятора).
Ток, подаваемый на аккумулятор в конце заряда, автоматически уменьшается.
(На передней панели мы также видим амперметр для индикации тока заряда)

Рассматривая зарядное устройство изнутри, мы можем найти эти основные элементы
— Трансформатор
— диодный мост
— Предохранитель
— Переключатель выходного напряжения
— Провода на клеммах, подключенных к аккумулятору.

В нашей версии нет блока управления зарядкой.

В принципе эта схема тоже имеет право на жизнь и работает следующим образом.

Принцип работы зарядного устройства:

Трансформатор рассчитан на определенный ток заряда — допустим не более 7,5 ампер.
При подключении разряженной батареи с максимально допустимой емкостью 75 ампер трансформатор выдает максимально допустимый ток 7,5 ампер, что составляет 1/10 емкости батареи.

По мере зарядки аккумулятора напряжение на его выводах увеличивается, а ток заряда уменьшается (поэтому, согласно законам физики, ток, подаваемый на аккумулятор, будет уменьшаться в конце заряда).

К сожалению, такое зарядное устройство вряд ли завершится, когда процесс зарядки маловероятен, и если аккумулятор неисправен и не набирает нужную емкость — ток заряда не уменьшится.

В современном мире люди все больше склоняются к покупке необслуживаемых аккумуляторов. В случае, если с ним что-то случилось и он не заряжается — подлежит замене.

Зарядное устройство без блока управления не поможет восстановить свойства АКБ, но опять же в наше время редко этим занимается.Более сложные устройства могут создавать импульсный режим зарядки, когда после каждого зарядного импульса следует зарядный импульс. Это позволяет восстановить свойства батареи.

Часто в более продвинутых зарядных устройствах есть еще и функция разряда, так как аккумулятор всегда должен находиться в режиме полной зарядки и разрядки — это позволяет сохранить ее емкость.

Если вы используете не обслуживаемые аккумуляторы и вам просто необходимо срочно зарядить аккумулятор после длительного простоя автомобиля или после холодной ночи — такое зарядное устройство можно сделать самостоятельно.

1. Трансформатор.
Первое, что вам понадобится, это трансформатор с выходным напряжением 12 — 14 вольт с толстой вторичной обмоткой, который может обеспечить ток, равный 1/10 емкости вашего аккумулятора.

Не стоит использовать трансформатор для калькулятора или плеера, они очень низкие. Возможно, вам удастся найти более мощный трансформатор. Допустим от старого телевизора (типа ТС-180-2). Если на ваш трансформатор не подается желаемое напряжение, вы можете самостоятельно намотать желаемую вторичную обмотку — толстый медный провод за несколько витков до достижения желаемого напряжения.

Помните при работе с трансформатором, что он подключен к сети 220 вольт — будьте очень осторожны (это опасно для жизни)!

Если вам удалось найти или изготовить такой трансформатор, то вам нужно будет купить диодный мост.

2. Диодный мост

Диодный мост заводского изготовления. Рассчитан на большие токи зарядного устройства

Это довольно распространенный продукт — все, что вам нужно знать, это только ток, на который он должен быть рассчитан.В нашем случае это все равно 7,5 ампер.
Если не удалось найти диодный мост, вы можете найти 4 диода на одном индикаторе и собрать из них диодный мост.

Далее на выходе диодного моста нужно поставить предохранитель автомобиля все тем же расчетным током 7,5 ампер. Если случайно замкнуть клеммы или перепутать их местами на аккумуляторе, вы сожжете предохранитель, а не трансформатор.

3. Амперметр
Для полноты картины вы также можете настроить амперметр в соответствии с предохранителем, чтобы отслеживать, какой ток течет от вашего зарядного устройства.Заодно можно понять, в каком состоянии батарея на данный момент.

4. Провода и клеммы.
Затем следуйте проводам и клеммам, которые можно подключить к аккумулятору. Здесь у вас полная свобода действий. Провода лучше всего брать медь толщиной не менее 1 мм. Клеммы можно взять как обычные автомобильные, так и крокодиловые как в заводском исполнении.

Также перед трансформатором стоит поставить предохранитель, скажем, на 220 вольт 0,5 ампер, чтобы он дважды защищал ваш трансформатор с двух сторон, по входному и выходному току.

Таким образом, вы получите прибор, который по нескольким небольшим параметрам будет даже лучше и надежнее заводского аналога.

Если у вас есть желание сделать устройство более функциональным, вы можете поискать в блоках управления Интернетом.
Базовый блок управления зарядкой аккумулятора:
— регулирует ток заряда — снижает его до минимальных значений, пока аккумулятор не будет полностью заряжен
— Выключить зарядное устройство, когда будет достигнут полный заряд аккумулятора
— полностью разряжает аккумулятор на полную цикл чистой зарядки
— зарядка аккумулятора импульсными токами, последовательная зарядка и разрядка для восстановления контейнера.

В условиях нынешней суматохи мира необслуживаемые аккумуляторы с запасом срока службы пять лет — восстановление аккумуляторов вам вряд ли удастся.

В любом случае успехов в начинаниях!

Необходимость подзарядки АКБ возникает у многих автолюбителей. Одни для этих целей используют фирменные зарядные устройства, другие пользуются самодельными сальниками, изготовленными в домашних условиях. Как сделать и как зарядить аккумулятор в таком устройстве? Об этом мы расскажем ниже.

[Скрыть]

Устройство и принцип работы

Простое зарядное устройство для — это устройство, используемое для восстановления заряда аккумулятора. Суть функционирования любого такта в том, что это устройство позволяет преобразовывать напряжение из бытовой сети 220 вольт в необходимое для этого напряжение. На сегодняшний день существует множество видов памяти, но в основе любого устройства лежат два основных компонента — это устройство-преобразователь, а также выпрямитель (автор видео о том, как выбрать инструмент для зарядки, канал аккумулятора ).

Сам процесс состоит из нескольких этапов:

• при зарядке АКБ параметр тока зарядки уменьшается, а уровень сопротивления увеличивается;
• в тот момент, когда параметр напряжения приближается к 12 вольтам, уровень зарядного тока доходит до нуля — в этот момент аккумулятор заряжается полностью, и память можно отключать.

Инструкция по изготовлению простой памяти своими руками

Если вы хотите сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на 12 или 6 вольт, то мы можем вам в этом помочь.Конечно, если вы никогда раньше не сталкивались с такой необходимостью, но хотите получить функциональное устройство, лучше приобрести автоматическую покупку. Ведь в самодельном зарядном устройстве для автомобильного аккумулятора не будет таких функций, как у фирменного устройства.

Инструменты и материалы

Итак, чтобы сделать зарядное устройство своими руками, вам понадобятся такие предметы:

• паяльник с расходными материалами;
• пластина текстолитовая;
• провод с вилкой для подключения к бытовой сети;
• радиатор от компьютера.

В зависимости от того, дополнительно может использоваться амперметр и другие компоненты, позволяющие правильно заряжать и контролировать заряд. Конечно, чтобы сделать автомобильное зарядное устройство, нужно также подготовить трансформаторный узел и выпрямитель для зарядки аккумулятора. Кстати, сам корпус можно взять от старого амперметра. В корпусе амперметра есть несколько отверстий, к которым можно подключать нужные предметы. Если у вас нет амперметра, можно найти нечто подобное.

Фотогалерея «Подготовка к сборке»

Этапы

Для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками сделайте следующее:

1. Итак, сначала нужно поработать с трансформатором.Покажем пример изготовления самодельного зума с устройством-трансформатором ТС-180-2 — такое приспособление можно снять со старого лампового телевизора. Такие устройства оснащены двумя обмотками — первичной и вторичной, причем на выходе каждой вторичной составляющей ток составляет 4,7 ампер, а напряжение — 6,4 вольта. Соответственно самодельная память будет выдавать 12,8 вольт, но для этого обмотку нужно подключать последовательно.
2. Для подключения обмоток понадобится кабель, сечение которого будет меньше 2.5 мм2.
3. С помощью перемычки необходимо соединить как вторичные, так и первичные компоненты.
4. Тогда вам понадобится диодный мост, для его расположения возьмем четыре диодных элемента, каждый из которых должен быть рассчитан на работу в условиях тока не менее 10 ампер.
5. Диоды закрепляют на текстолитовой пластине, после чего их нужно будет правильно подключить.
6. К выходным диодным компонентам подключаются кабели, с помощью которых самодельный зум будет подключен к аккумулятору.Для измерения уровня напряжения можно дополнительно использовать электромагнитную головку, но если этот параметр вас не интересует, установка амперметра рассчитана на постоянный ток. Выполнив эти действия, своими руками будет подготовлено зарядное устройство (автор видео об изготовлении самого простого по конструкции прибора инструмента — паяльника TV TV).

Как зарядить акб самодельным зарядником?

Теперь вы знаете, как сделать зарядное устройство для вашего автомобиля в домашних условиях.Но как его правильно использовать, чтобы это не сказалось на ресурсе заряженного аккумулятора?

1. При подключении всегда нужно соблюдать полярность, чтобы не перепутать клеммы. Если допустить ошибку и запутать терминал, от попросту «убьешь» аккумулятор. Так что всегда плюсовой провод из памяти подключается к плюсу батареи, а минус — к минусу.
2. Ни в коем случае не пытайтесь проверять аккумулятор на искру — несмотря на то, что в Интернете есть множество рекомендаций по этому поводу, ни в коем случае не притормаживать провода.Это негативно скажется на работе самой памяти и самого Акб в будущем.
3. При подключении устройства к аккумулятору его необходимо отключить от сети. То же касается и его отключения.
4. При изготовлении и сборке памяти, а также во время ее использования всегда будьте осторожны. Чтобы не получить травму, всегда соблюдайте правила техники безопасности, в частности, при работе с электрическими компонентами. В случае, если при изготовлении будут допущены ошибки, это может привести не только к травмам человека, но и к выходу из строя АКБ в целом.
5. Никогда не оставляйте рабочую память без присмотра — нужно понимать, что это самодельное устройство и в его работе может случиться все, что угодно. При зарядке устройства с аккумулятором необходимо находиться в проветриваемом помещении, как можно дальше от взрывоопасных материалов.

Видео «Пример сборки самодельной зоны своими руками»

На видео ниже показан пример сборки самодельной памяти для автомобильного аккумулятора в более сложной схеме с базовыми рекомендациями и советами (автор ролика — Канал Ака Касьян).

Иногда бывает, что аккумулятор в машине садится и его уже не получается, так как на стартере не хватает напряжения и соответственно тока для поворота вала мотора. В этом случае вы можете «увидеть» от другого хозяина машины, чтобы двигатель заработал и аккумулятор начал заряжаться от генератора, но для этого нужны специальные провода и человек, который хочет вам помочь. Вы также можете зарядить аккумулятор самостоятельно с помощью специального зарядного устройства, но оно довольно дорогое, и особо не используется для их использования.Поэтому в этой статье мы подробно рассмотрим самодельное устройство, а также инструкцию, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Аппарат самодельный

Нормальное напряжение на аккумуляторной батарее, отключенной от автомобиля, составляет от 12,5 до 15 В. Следовательно, зарядное устройство должно выдавать такое же напряжение. Ток заряда должен быть примерно 0,1 от бака, он может быть меньше, но это увеличит время зарядки. Для стандартной батареи емкость 70-80 А / ч должна составлять 5-10 ампер в зависимости от конкретной батареи.Наше самодельное зарядное устройство для АКБ должно соответствовать этим параметрам. Для сборки зарядного устройства автомобильного аккумулятора нам потребуются следующие предметы:

Трансформатор. Подходит любой из старых или купленных на рынке электроприборов габаритной мощностью около 150 Вт, можно больше, но не меньше, иначе будет очень жарко и может выйти из строя. Отлично, если напряжение его выходных обмоток будет 12,5-15 В, а ток порядка 5-10 ампер. Вы можете увидеть эти параметры в документации к вашему товару.Если нет необходимой вторичной обмотки, то потребуется перемотать трансформатор на другое выходное напряжение. Для этого:

Вот мы нашли или собрали идеальный трансформатор, чтобы сделать зарядное устройство своими руками.

Нам также понадобятся:

Подготовьте все материалы, можно переходить к процессу сборки автомобильной памяти.

Строительная техника

Чтобы сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, нужно следовать пошаговой инструкции:

1. Создать схему самодельной зарядки для АКБ.В нашем случае это будет выглядеть так:
   
2. Используем трансформатор ТС-180-2. Имеет несколько первичных и вторичных обмоток. Для работы с ним нужно последовательно соединить две первичные и две вторичные обмотки, чтобы получить на выходе нужное напряжение и ток.

3. С помощью медной проволоки соедините выводы 9 и 9 ‘.
   
4. На пластину из стеклопластика собираем диодный мост из диодов и радиаторов (как показано на фото).
   
5. Выводы 10 и 10 ‘Подключаем к диодному мосту.
6. Между выводами 1 и 1 ‘устанавливаем перемычку.
   
7. К выводам 2 и 2 ‘паяльником закрепите сетевой шнур вилкой.
8. В первичной цепи подключаем предохранитель на 0,5 А, соответственно на 10 ампер во вторичную.
9. В зазор между диодным мостом и аккумулятором подсоединить амперметр и отрезок нихромового провода. Один конец которого закреплен, а второй должен обеспечивать подвижный контакт, поэтому сопротивление изменится и ограничит ток, подаваемый на батарею.
10. Изолируйте все соединения термоусадочной лентой или лентой и поместите устройство в корпус. Необходимо избегать поражения электрическим током.
11. Устанавливаем подвижный контакт на конец провода так, чтобы он был длинным и соответственно сопротивление было максимальным. И подключаем аккум. Уменьшая и увеличивая длину провода, необходимо выставить нужное значение тока для вашего аккумулятора (0,1 его емкости).
12. В процессе зарядки ток, подаваемый на аккумулятор, будет уменьшаться, и когда он достигнет 1 А, можно сказать, что аккумулятор заряжен.Также желательно напрямую контролировать напряжение на аккумуляторе, однако для этого его необходимо отключить с / у, так как оно будет немного выше реальных значений.

Первый запуск собранного контура любого источника питания или зума всегда производится через лампу накаливания, если она загорелась на полном нагреве — либо где-то ошибка, либо замкнута первичная обмотка! Лампа накаливания устанавливается в разрыв фазного или нулевого провода, питающего первичную обмотку.

У данной схемы самодельного зарядного устройства для АКБ есть один большой недостаток — она ​​не умеет самостоятельно отключать аккумулятор от зарядки после достижения нужного напряжения. Поэтому придется постоянно следить за показаниями вольтметра и амперметра. Есть конструкция, лишенная этого недостатка, однако для ее сборки потребуются дополнительные детали и больше усилий.

Правила эксплуатации

Недостаток самодельного зарядного устройства для аккумулятора на 12В в том, что после полной зарядки аккумулятора не происходит автоматического отключения устройства.Именно поэтому вам придется периодически смотреть на табло, чтобы вовремя его выключить. Еще один важный нюанс — проверка памяти «на искре» категорически запрещена.

Среди дополнительных мер предосторожности следует выделить следующие:

• при подключении клемм не перепутайте «+» и «-», иначе простое самодельное зарядное устройство для аккумулятора выйдет из строя;
• подключение к клеммам должно производиться только в выключенном положении;
• мультиметр должен иметь шкалу измерения более 10 А;
• при зарядке следует открутить заглушки на аккумуляторе, во избежание его взрыва из-за закипания электролита.

Вот собственно и все, что я хотел вам рассказать, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Надеемся, что инструкция была для вас понятной и полезной, т.к. этот вариант является одним из самых простых видов самодельной зарядки для АКБ!

Также читайте:

Наглядный пример готовой продукции

Мастер-класс по созданию более сложной модели

Чтобы машина могла достать, ему нужна энергия. Такая энергия берется из аккумулятора.Как правило, его подзарядка происходит от генератора при работе двигателя. Когда автомобиль не используется долгое время или аккумулятор неисправен, он разряжается до такого состояния, , что автомобиль больше не может заводиться . В этом случае требуется внешняя зарядка. Такое устройство можно купить или собрать самостоятельно, но для этого потребуется схема зарядного устройства.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор служит питанием для различных приборов в автомобиле при выключенном двигателе и предназначен для его запуска.По типу исполнения применяется свинцово-кислотный аккумулятор. Конструктивно он собран из шести последовательно соединенных аккумуляторных батарей номиналом напряжением 2,2 вольта. Каждый элемент представляет собой набор решетчатых свинцовых пластин. Пластины покрываются активным материалом и погружаются в электролит.

Раствор электролита включает дистиллированную воду и серную кислоту . Морозостойкость аккумулятора зависит от плотности электролита. В последнее время появились технологии для адсорбции электролита в стекловолокне или его утолщения с помощью силикагеля до состояния геля.

Каждая пластина имеет отрицательный и положительный полюс, и они изолированы друг от друга с помощью пластикового разделителя. Корпус изделия изготовлен из пропилена, который не разрушается под действием кислоты и служит диэлектриком. Положительный полюс электрода покрыт диоксидом свинца, а отрицательный губчатый свинец. В последнее время начали производить аккумуляторные батареи с электродами из свинцово-кальциевого сплава. Такие батареи полностью герметичны и не требуют обслуживания.

Когда нагрузка подключена к аккумулятору нагрузки, активный материал на пластинах вступает в химическую реакцию с раствором электролита, и возникает электрический ток.Электролит со временем истощается из-за осаждения сульфата свинца на пластинах. Аккумулятор (АКБ) начинает разряжаться. В процессе зарядки происходит химическая реакция. Она происходит в обратном порядке: сульфат свинца и вода преобразуются, плотность электролита увеличивается, а величина заряда восстанавливается.

Аккумуляторы характеризуются величиной саморазряда. Это происходит в аккумуляторе при бездействии. Основная причина — загрязнение поверхности аккумулятора и низкое качество дистиллятора.Скорость саморазряда увеличивается при разрушении свинцовых пластин.

Типы зарядных устройств

Было разработано большое количество автомобильных зарядных устройств, в которых используются различные элементные базы и фундаментальный подход. По принципу действия зарядные приборы делятся на две группы:

1. Пуск-зарядные, предназначены для запуска двигателя при неработающем аккумуляторе. Кратковременно подавая большое значение за клеммы аккумулятора, стартер включается и запускает двигатель, а в дальнейшем аккумулятор выводят из автомобильного генератора.Они выпускаются только за определенное значение текущего или с возможностью размещения его стоимости.
2. Заготовки клемм АКБ подключаются к клеммам АКБ от устройства и подаётся ток на длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, за это время происходит восстановление заряда аккумулятора. В свою очередь, они делятся на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трех часов) и кондиционирующие (около часа).

По своей схеме различают импульсные и трансформаторные устройства.Первый тип используется в работе преобразователя высокочастотного сигнала, отличается небольшими габаритами и массой. Второй тип используется в качестве основы трансформатора с выпрямительным блоком, прост в изготовлении, , но имеет большой вес и низкий КПД (КПД).

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками выполняется или покупается в торговой точке, требования к нему такие же, а именно:

• стабильность выходного напряжения;
• высокая эффективность
• защита от короткого замыкания;
• Индикатор контроля заряда.

Одной из основных характеристик зарядного устройства является текущее значение заряда аккумулятора. Полностью зарядите аккумулятор и расширите его рабочие характеристики только при выборе нужного значения. Скорость заряда важна. Чем больше ток, тем выше скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации батареи. Считается, что правильным значением тока будет значение десяти процентов от емкости аккумулятора.Емкость определяется как значение тока, подаваемого ACB в единицу времени, и измеряется в ампер-часах.

Самодельное зарядное устройство

Зарядное устройство должно быть у каждого автолюбителя, поэтому если нет возможности или желания приобрести готовое устройство, ничего не останется, как сделать зарядку аккумулятора самому. Легко изготовить своими руками как самое простое и многофункциональное устройство. Для этого потребуется схема. и комплект радиоэлементов. Также есть возможность переделать источник бесперебойного питания (ИБП) или компьютерный блок (АТ) в устройство для подзарядки АКБ.

Трансформаторное зарядное устройство

Такое устройство является наиболее простым по сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трех узлов: трансформатор

• ;
• выпрямительный блок;
• регулятор.

Напряжение промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор можно использовать в любом виде. Он состоит из двух частей: сердечника и обмотки. Сердечник собирается из стали или феррита, обмотка — из токопроводящего материала.

Принцип работы трансформатора основан на появлении переменного магнитного поля при пропускании тока по первичной обмотке и передаче во вторичную. Для получения необходимого уровня напряжения на выходе количество витков вторичной обмотки меньше по сравнению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбран равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать трехкратную подачу зарядного тока.

В случае трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает в розницу, последовательно подключаясь к батарее.Фиксатор предназначен для регулирования напряжения и тока путем изменения сопротивления. Сопротивление реостата не превышает 10 Ом. Величина тока контролируется включенным перед аккумулятором амперметром. По такой схеме не будет заряжаться аккумулятор емкостью более 50 Ач, так как розница начинает перегреваться.

Можно упростить схему, удалив корень, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, используемых в качестве реактивного сопротивления для снижения напряжения сети.Чем меньше номинальное значение емкости, тем меньше напряжения поступает на первичную обмотку в сеть.

Особенность такой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза больше рабочего напряжения нагрузки. Эту схему можно использовать без трансформатора, но это очень опасно. Без гальваники возможно поражение электрическим током.

Импульсное подзарядное устройство

Преимущество импульсных устройств в высоком КПД и компактных размерах.В основе устройства лежит микросхема с импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать мощное импульсное зарядное устройство своими руками можно по следующей схеме.

Контроллер используется как драйвер IR2153. После того, как выпрямительные диоды параллельны батарее, полярный конденсатор C1 повышается до емкости в диапазоне 47-470 мкФ и напряжения не менее 350 вольт. Конденсатор устраняет всплески сетевого напряжения и шумы линий. Диодный мост используется с номинальным током более четырех ампер и с обратным напряжением не менее 400 вольт.Драйвер управляет мощными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток такой зарядки будет равен 50 ампер, а выходная мощность — до 600 Вт.

Изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками, используя переделанный компьютерный блок питания формата АТ. В них в качестве ШИМ контроллера используется микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого потребуется установить подстроечный резистор.

Резистор, соединяющий первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удален, а вместо второй, подключенной к шине на 12 вольт, упал переменный резистор номиналом 68 кОм. Этот резистор настроен на необходимый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, по схеме, указанной на силовом корпусе.

Устройство на микросхеме LM317

Довольно простая, но стабильная схема зарядки легко выполняется на интегральной микросхеме LM317.В микросхеме предусмотрена установка уровня сигнала 13,6 вольт при максимальном токе 3 ампера. Стабилизатор LM317 оснащен встроенной защитой от короткого замыкания.

Напряжение на цепь прибора подается через клеммы от автономного блока питания 13-20 вольт. Ток, проходящий через светодиод индикатора HL1 и транзистор VT1, поступает в стабилизатор LM317. С его выхода прямо на аккум через х3, х4. Собранный на R3 и R4 делитель выставлен на необходимое значение напряжения для размыкания VT1.Переменный резистор R4 устанавливает предел тока перезарядки и выходной уровень R5. Выходное напряжение выставлено от 13,6 до 14 вольт.

Схема может быть максимально проще, но ее надежность снизится.

В нем подбирается резистор R2. В качестве резистора используется мощный проволочный элемент из нихрома. При разряде АКБ ток заряда максимальный, светодиод VD2 горит, по мере зарядки ток начинает подписываться и светодиод гаснет.

Зарядное устройство от источника бесперебойного питания

Зарядное устройство можно сконструировать из обычного бесперебойного помещения даже при неисправности узла электроники.Для этого с блока снимается вся электроника, кроме трансформатора. В высоковольтную обмотку трансформатора на 220 В. добавлена ​​схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.

Выпрямитель собран на любых мощных диодах, таких как бытовой Д-242 и сетевой конденсатор 2200 мкФ на 35- 50 вольт. На выход поступит сигнал с напряжением 18-19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения используется микросхема LT1083 или LM317 с обязательной установкой на радиатор.

При подключении АКБ напряжение выставляется равным 14,2 вольта. Контролировать уровень сигнала удобно с помощью вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам аккумулятора, а амперметр — последовательно. По мере заряда аккумулятора его сопротивление будет увеличиваться, а сила тока падать. Еще проще выполнить регулятор, используя симистор, подключенный к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.

При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить об электробезопасности при работе с сетью переменного тока 220 В.Обычно выполненное зарядное устройство из хороших запчастей начинает работать сразу, требуется лишь выставить ток заряда.

Мостовой выпрямитель какого размера мне нужен для преобразования 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока при нагрузке 200 Вт?

Даташит на устройство пробовали читать? Там вы увидите прямое падение напряжения на диодах внутри выпрямителя. В общем, вам нужно найти и прочитать техническое описание каждого используемого вами электрического компонента.

Падение тока — это мощность (больше или меньше), которую необходимо рассеять.У нас также есть максимальная рабочая температура. Итак, вооружившись этой информацией, необходимо разработать систему охлаждения для работы с выпрямителем.

Итак, если мы посмотрим на действительные числа, у нас будет максимальное падение напряжения 1,2 В на элемент. В одно время у нас есть два проводящих диода, так что это 2,4 В умноженное на 17 А, что дает нам чуть меньше 40 Вт в одном выпрямителе.

Далее мы имеем рабочую температуру полупроводникового перехода. От -65 до +150 градусов по Цельсию.

Итак, у нас есть следующая процедура, как получить повышение температуры выше температуры окружающей среды для устройства.Итак, давайте сначала посмотрим на тепловое сопротивление между переходом и корпусом. Это 1,5 К / Вт. Один кельвин и один градус Цельсия имеют одинаковую величину, поэтому таким образом мы можем получить повышение температуры.

Значит, при 40 Вт температура нашего спая будет на 60 К выше температуры корпуса. Оглядываясь назад на рабочие температуры, это дает нам максимальную температуру корпуса 90 градусов по Цельсию.

Теперь нам нужно оценить тепловое сопротивление радиатора, который нам нужно выбрать для нашего использования.Допустим, у нас температура окружающей среды 25 C. Это дает нам максимальную разницу температур 90-25 = 65 C между радиатором и окружающим воздухом. Итак, теперь мы делаем обратный расчет того, что у нас было на предыдущем шаге. У нас уже есть мощность 40 Вт и 65 С, поэтому делим их и получаем тепловое сопротивление радиатора 1625 К / Вт. Чем ниже, тем лучше, чтобы у вас было больше места для работы при более высоких температурах окружающей среды и для работы выпрямителя.

Теперь мы знаем, какой радиатор нам нужен.Некоторые из основных руководств по радиаторам доступны здесь и здесь. Они немного более «академичны». Этот от Sparkfun видит немного больше «примененного». Используя эти ресурсы, вам «просто» нужно найти подходящий радиатор для выпрямителя.

В реальной жизни вам, вероятно, понадобится большой кусок металла с множеством ребер и большой вентилятор, обдувающий его воздухом, чтобы просто охладить выпрямитель. По моему личному мнению, было бы лучше поискать альтернативные источники постоянного тока, которые были бы немного более эффективными.

Использование светодиодов в схеме мостового выпрямителя

Светодиоды

обычно имеют гораздо более низкие пределы напряжения обратного пробоя (Vrrm = от 5 до 15 Вольт), чем даже самые дешевые и самые маленькие кремниевые диоды (1n4001 = 50 Вольт, 1n4007 = 1000 Вольт, 1n4148 = 100 Вольт).

(Википедия)

Прямое напряжение Vf, с другой стороны, составляет от 1,7 В для некоторых красных светодиодов до 3,5 В или выше для некоторых синих и белых. Сравните это с типичным напряжением напряжения 0,7 В для стандартного кремниевого выпрямительного диода.

В конфигурации полного мостового выпрямителя напряжение падает на 2 x Vf в течение части цикла с прямой проводимостью.

Таким образом, если бы вы построили мостовой выпрямитель со светодиодами, выходное напряжение упало бы от 3,4 до 7 В или более по сравнению с входным. Проводимость начнется намного позже в положительной части цикла (когда напряжение поднимется выше светодиода Vf) по сравнению с кремниевым диодом. Это тоже закончилось бы раньше. Кроме того, во время обратной части цикла, в зависимости от конкретного используемого светодиода, «диод», вероятно, войдет в зону проводимости в пределах диапазона входного напряжения.

Другими словами, мост будет обеспечивать напряжение в течение гораздо меньшей части цикла переменного тока, чем кремниевые диоды, и даже тогда будет обеспечивать более низкое напряжение.

Поскольку ваша цель состоит в том, чтобы на самом деле зажечь светодиоды, а не просто выпрямить напряжение, выходной сигнал моста может не иметь значения, но это полезно знать.

Предлагаемая альтернатива, если вы хотите использовать светодиоды именно таким образом, состоит в том, чтобы подключить светодиоды по своему усмотрению, но добавить один недорогой и крошечный 1n4001 или аналогичный последовательно, резистор ограничения тока и каждый светодиод.Диоды не намного больше дискретных резисторов, которые вы, вероятно, будете использовать.

Почему это работает :
Кремниевые диоды блокируют обратное напряжение лучше, чем светодиод, то есть при гораздо более высоком напряжении.

Тем не менее, по рекомендации остается использовать только интегрированную 4-выводную мостовую ИС (35 центов на единицу, 800 вольт / 1 ампер, ) и использовать светодиоды, как в любой конфигурации цепи постоянного тока. Требуемое пространство существенно не увеличится.

Касательно расчета токоограничивающего резистора :

Получите пиковое напряжение сигнала переменного тока велосипедного динамо-машины, используя мультиметр либо в режиме пикового напряжения переменного тока, если он доступен, либо в режиме среднеквадратичного напряжения переменного тока (чаще используется в базовых мультиметрах), и умножив его на 1,4142, чтобы оценить пиковое напряжение. И все это при максимально быстрой педалировании с велосипедом на подставке.

Добавьте коэффициент безопасности, удвоив это пиковое напряжение, если вы опасаетесь перегорания светодиодов из-за высокого напряжения, например, при спуске с горы.Светодиоды в некоторой степени прощают незначительные всплески тока, если они кратковременны — обычно светодиод убивает не перегрузка по току, а неспособность избавиться от выделяемого тепла.

Теперь, если Vmax — ваше пиковое напряжение, отрегулированное для обеспечения безопасности, вычтите из него Vf светодиода (2 x Vf, если вы используете мост, 2 x (Vf + 0,7), если вы добавляете кремниевые диоды), чтобы получить напряжение Vres на каждом резисторе должно упасть.

R = Vres / I,

Итак, подключите рекомендованный ток I для выбранного светодиода, и у вас есть свои числа.

Светодиоды

обычно бывают 5 мА (SMD и некоторые 3 мм), 20 мА, 25 мА или в диапазоне ампер (например, светодиоды Osram «Golden Dragon»). См. Соответствующие таблицы данных.

audio — Мостовой выпрямитель: 4 диода против одного чипа?

Не могу поверить, что написал всю эту чушь про диоды …

MUR860 действительно будет звучать лучше, но объяснение немного тонкое:

Кремниевые диоды не выключаются мгновенно. Когда напряжение на диоде становится отрицательным, ток все еще течет в обратном направлении в течение короткого времени, пока заряды, хранящиеся внутри диода, не исчезнут.Когда это будет сделано, диод погаснет.

Различные диоды имеют совершенно разные характеристики восстановления, как показано на этом графике осциллографа:

(источник)

Ток действительно становится отрицательным («неправильное» направление для диода) в течение времени, которое называется «временем восстановления». Красный занимает больше времени.

В преобразователе постоянного тока в постоянный очень важно иметь диод, который быстро отключается. Представьте себе старый добрый 1N4001 с его временем восстановления trr = 30 мкс в преобразователе постоянного тока, работающем на частоте 200 кГц (время цикла 5 мкс).Даже выключиться не успеет. Это вообще не сработает. Вот почему в преобразователях постоянного тока используются более быстрые диоды.

А теперь вернемся к аудио. Посмотрите на красный и фиолетовый следы выше, вы заметите, что красный занимает больше времени, но мягко отключает ток. Фиолетовый гаснет очень резко, с огромным di / dt (4 А на примерно 10 нс). В выпрямителе 50 Гц этого не происходит, ток не успевает дойти до ампер до выключения диода, всего несколько мА. Но Вы получаете идею.

Когда диод выключен, он превращается в конденсатор. Независимо от того, какая индуктивность присутствует в дорожках, проводах и т. Д., Вокруг них образуется цепь LC-резервуара и кольцо.

Тип звонка зависит от резкости выключения и тока, при котором происходит выключение. Диоды с быстрым мягким восстановлением производят меньше звона.

Сейчас этот звонок обычно довольно высокочастотный. Также резкий di / dt при выключении генерирует широкополосный радиочастотный шум. Это будет соединяться с соседними схемами, добавляя всевозможные шумы и мусор к чувствительным сигналам.Это не аудиотехника, это просто инженерия.

Тем не менее, MUR860 стоит дорого, поэтому вы можете использовать дешевые диоды с медленным «грязным» восстановлением, если вы наденете на них заглушки, чтобы поглотить всплеск шума при выключении. Это делает каждый тюнер AM / FM с питанием от сети, а также большинство бытового аудиооборудования. Производители не поставят деталь без необходимости! Все оптимизировано по стоимости. Но без колпачков тюнер преодолел бы шум и не принимал радио.

Затем вы можете добавить демпфер на вторичной обмотке трансформатора, чтобы уменьшить звенящий сигнал LC.

Вопрос: Есть ли преимущества в использовании отдельных диодов по сравнению с одной микросхемой мостового выпрямителя

Преимущество в том, что вы можете выбрать диоды Шоттки или быстрое восстановление. Герметичные диодные мосты обычно состоят из сверхмедленных диодов.

, а если нет, то почему это кажется таким популярным?

Потому что это работает. Обратите внимание, что 4 крышки по 3 цента каждая работают так же хорошо, но фактор хвастовства меньше. Быстрые диоды привлекательнее и приносят больше очков змеиного масла.

РЕДАКТИРОВАТЬ , старый осциллограф с моего жесткого диска … Дешевые быстрые диоды BYV27-150, небольшой трансформатор 12В 10ВА.

Синий — вторичная обмотка трансформатора. Плоская верхняя часть — это когда диод включен, конденсатор питания заряжается, ограничивая напряжение на вторичной обмотке трансформатора из-за сопротивления внутренней обмотки. Синий след делает шаг вниз при выключении диода. Это очень очевидно, падает на 1В, пропустить нельзя!

Обратите внимание, диод отключается только на пике синусоидальной волны, если нагрузка потребляет нулевой ток.Когда нагрузка потребляет ток, что обычно бывает, диод выключается после пика.

Теперь мне нравится наблюдать это через фильтр верхних частот (желтая кривая внизу). Амплитуда ослабляется, так как фильтр верхних частот должен использовать крошечный колпачок, около 100 пФ, иначе он пренебрежет тем, что я хочу наблюдать, поэтому входная емкость осциллографа взаимодействует с ним. Но общая форма сигнала должна быть в порядке. Обратите внимание на неприятный резкий всплеск, за которым следует ВЧ звон. Диоды с более высоким Qrr, такие как 1N4001, были бы намного хуже.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2

Я восстанавливал старый усилитель, менял электролитические элементы с 1979 года … и у этого усилителя нет заглушек на диодном мосту. Наверное, потому, что у него нет AM-тюнера. В любом случае, способ сделать это — воткнуть зонд осциллографа на изолятор одного из вторичных проводов трансформатора. Нет необходимости устанавливать какие-либо контакты (кроме, очевидно, заземления зонда). Этот мусор проникает через изоляцию провода в зонд осциллографа.

Это всплеск восстановления выпрямителя. К сожалению, на проводах трансформатора он проявляется в виде синфазного сигнала, что означает, что вся вторичная обмотка действует как антенна и емкостным образом соединяет импульсы с соседними цепями. Главная жертва — это высокоимпедансные вещи, такие как регулятор громкости.

Вероятно, поэтому в этом усилителе есть трансформатор, который находится внутри металлической банки. Дешевле было бы на диоды поставить заглушки ИМО …

Теперь, конечно, вторичное напряжение также можно измерить, вставив щуп на клеммы печатной платы:

У него обычный вид: плоский верх, затем всплеск и мгновенное падение на несколько вольт при выключении диода.Увеличение на шип:

Итак, на проводах вторичного трансформатора есть всплески 22 В (!!!!) с довольно быстрым нарастанием 2 мкс.

Проблема не в том, что диоды работают слишком медленно для правильного выпрямления (очевидно, что выпрямление работает нормально). Проблема возникает, когда эти шипы попадают в какую-то чувствительную схему. Этого трудно избежать, так как они появляются в виде синфазных помех на проводах трансформатора.

ДРУГОЙ РЕДАКТИРОВАНИЕ

Когда осциллограф не согласуется с симулятором, один или оба могут быть неправильными, однако это всегда помогает смоделировать реальную схему (т. Е. Учесть индуктивность трансформатора) и посмотреть параметры симуляции…

Работает, как ожидалось. Из-за индуктивности трансформатора (ток отстает от напряжения) диод выключается немного позже, чем можно было бы ожидать при визуальном сравнении напряжения без нагрузки трансформатора (черный) и напряжения конденсатора (зеленый). Идеальный диод также отключился бы в тот же момент, а затем вторичное напряжение трансформатора вернулось бы к своему ненагруженному значению. Это нормально.

Восстановление добавляет крошечный промежуток времени, за которое ток диода становится отрицательным.Таким образом, когда диод блокируется, ток катушки индуктивности не равен нулю, а составляет несколько мА. Это не много, потому что 50 Гц — это очень медленно.

Однако, когда диод выключается, индуктивность достаточно велика, чтобы вызвать резкий всплеск отрицательного напряжения, который вызывает звон в резервуаре LC, образованном индуктивностью и емкостью диода, что является проблемой электромагнитных помех.

В реальной жизни вызывной сигнал намного короче, чем показано здесь, потому что индуктор имеет большие потери на высокой частоте. Здесь он звонит на частоте около 1 МГц.

Использование более быстрых диодов (низкий Qrr) заставляет их отключаться при более низком отрицательном токе, поэтому уменьшается количество энергии, доступной для возбуждения звонка. Диоды с мягким восстановлением обеспечивают более плавный скачок тока, что имеет тот же эффект. Таким образом, диоды с быстрым / мягким восстановлением работают, чтобы уменьшить проблемы с электромагнитными помехами. Но более дешевое решение — просто надеть заглушки на диоды. Это работает так же хорошо.

Красный след без колпачков и без амортизатора. Звонит на частоте 1 МГц. Добавление конденсатора 10 нФ через диод снижает частоту вызывного сигнала до 100 кГц (зеленый), что больше не является проблемой, а также сглаживает края, поэтому проблема электромагнитных помех исчезла.Синий — с добавленным демпфером (R3 / C3). Намного чище, но не обязательно. В любом случае потери в стали в трансформаторе в основном его ослабят.

Резюме: Сверхбыстрые диоды вызывают меньше шума, но это только из-за небольшого побочного эффекта: они позволяют меньшему току (и энергии) накапливаться в катушке индуктивности перед выключением, после чего энергия, накопленная в катушке индуктивности, превращается в звон. Поглощение энергии индуктора в конденсаторе и рассеивание ее в демпфирующем резисторе так же хорошо, на самом деле это работает лучше за меньшие деньги… Это означает, что для дорогих сверхбыстрых диодов нет реального выигрыша в соотношении цена / качество. Но они работают. Это просто не оптимальное решение.

Источник питания 5 В постоянного тока

Design (простое пошаговое руководство)

Ищете помощь в разработке источника питания 5 В самостоятельно? Что ж, добро пожаловать. В этом посте мы не только проектируем блок питания, но и узнаем о расчетных расчетах, которые вы можете сделать сами.

Схема источника питания — это очень простая схема в обучении электронике.Практически каждый в электронике пытается это сделать. И я не могу сказать вам, насколько это весело, когда вы завершаете свой первый дизайн блока питания, тестируете его, и он работает нормально.

Хорошо!

Блок питания, который мы здесь разработаем, очень простой. Это дизайн, основанный на линейной технологии, он будет проходить вас на каждом этапе проектирования, пытаться представить все простым языком, выполнять некоторые математические вычисления, например, если в схеме используется конденсатор, вы должны знать, почему он там, и как рассчитывается его стоимость.

Надеюсь, вам понравится этот пост и вы чему-нибудь научитесь. На всякий случай, если вам нравится заниматься электроникой, занимаясь своими руками, то этот набор для сборки блока питания с регулируемой мощностью (нажмите здесь) подойдет именно вам. Развлекайтесь 😀

Конструкция блока питания 5В постоянного тока

Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные участки схемы, а затем, в конце концов, собрать их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.

Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.

• Трансформатор
• Схема выпрямителя
• Фильтр
• Регулятор

Сначала я объясню каждый блок в целом, а затем мы перейдем к проектированию. Думаю, нужно понимать, какой блок что делает в первую очередь.

Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе по отдельности.

Трансформатор входной

Трансформатор — это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии.

Вопрос в том, зачем нам это нужно в нашей конструкции снабжения?

Что ж, в зависимости от вашей страны, переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В. Нам нужен входной трансформатор, чтобы понизить входящий переменный ток до требуемого нижнего уровня, то есть близкого к 5 В (переменный ток). Этот более низкий уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

Трансформатор — это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковую входную и выходную мощность.

Будьте осторожны, играя с этим устройством.

Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами. Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.

Выпрямительная цепь

Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до 5 В постоянного тока. Извините, вы ошибаетесь, как когда-то был я. Пониженное напряжение по-прежнему остается переменным. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

Схема выпрямителя — это комбинация диодов, расположенных таким образом, чтобы преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.

Без выпрямительной схемы невозможно получить необходимое выходное напряжение 5 В постоянного тока.Эта схема поставляется в красивых интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с использованием четырех диодов. Вы увидите, как мы это проектируем, в следующих разделах.

В основном, существует два типа выпрямительных схем; полуволновой и двухполупериодный. Однако нас интересует полноценный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем первый.

Фильтр

В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.Выход выпрямителя пульсирует и называется пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток не считается подходящим для питания чувствительных устройств.
Итак, выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра — отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

Конденсаторный фильтр используется, когда нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый или удалить искажения из сигнала

Практическое правило: напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы можно было точно регулировать.

Лучшим фильтром в нашем случае является конденсаторный. Вы, наверное, слышали, конденсатор — это устройство, накапливающее заряд. Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.

Регулятор

Стабилизатор — это линейная интегральная схема, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение. Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.

Всегда требуется выходное напряжение, независимое от нагрузки.ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но и от изменений напряжения в сети.

Регулятор — это интегральная схема, используемая для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.

Надеюсь, вы разработали несколько основных концепций проектирования источников питания. Давайте пойдем дальше с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема источника питания 5В постоянного тока

Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта.Вы получаете основной запас; напряжение и частота могут зависеть от вашей страны, предохранителя; для защиты цепи, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.

Блок-схема реализована в программном обеспечении NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков. Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним.

Теперь перейдем к собственному дизайну.

Пошаговый метод проектирования источника питания 5 В постоянного тока

Вот в чем дело, мы сначала спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для питания наших проектов.

Итак, приступим к делу шаг за шагом.

Вы думаете, я бы начал объяснение конструкции с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.

Шаг 1: Выбор регулятора IC

Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения. В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

Следующим шагом в процессе проектирования является определение номинальных значений напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC.

Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.

В техническом описании 7805 также предписывается использование конденсатора 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.

Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения мы используем LM78XX.XX указывает значение выходного напряжения, а 78 указывает положительное выходное напряжение. Для выхода с отрицательным напряжением используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

Шаг 2: Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает экономию денег. Мы узнали, что минимальный вход для выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В (см. Значения в таблице выше). Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока, по крайней мере, до этого значения.

Но между регулятором и вторичной обмоткой трансформатора тоже есть выпрямитель на диодном мосту.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

Итак, математически:

Это означает, что мы должны выбрать трансформатор со значением вторичного напряжения, равным 9 В или как минимум на 10% больше, чем 9 В.

Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов, расположенных по схеме. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы. Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае.

Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для изучения и игры с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора

Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.Пиковое обратное напряжение — это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Номинальное напряжение рассчитывается на основе вторичного напряжения трансформатора.

Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.

Во-вторых, нам нужно рассчитать правильное значение емкости. Это зависит от выходного напряжения и выходного тока. Чтобы найти правильное значение емкости, используйте формулу ниже:

Где,

Io = ток нагрузки, т.е. 500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение, т.е. в нашем случае 5 В, f = частота, например, 50 Гц

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно.

Используя формулу конденсатора, практическое стандартное значение, близкое к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Еще одна важная формула приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

В данном случае R — сопротивление нагрузки. Rf — коэффициент пульсации, который должен быть менее 10% для хорошей конструкции. И на этом мы почти закончили с дизайном блока питания на 5 В.

Шаг 5. Обеспечение безопасности источника питания

Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.

Например, наша желаемая нагрузка может выдержать 500 мА. Если в случае, если наша нагрузка начнет плохо себя вести, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит нашу поставку.

Практическое правило для выбора номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

Разработанный нами простой блок питания способен выдавать ток 1 А, что в некоторых случаях может быть использовано. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить к микросхеме регулятора радиатор.

Больше удовольствия с электроникой

Электроника — это очень весело. Как только вы окунетесь в мир электроники, у вас всегда есть чем заняться.

Если вам нравится делать электронику своими руками, вам понравился этот пост, вы узнали все концепции дизайна, а теперь хотите создать свой собственный проект источника питания DIY.Вы хотите спаять и поиграть со всеми вышеупомянутыми компонентами, затем проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересен.

Кроме того, есть забавная книга под названием Make Electronics: Learning through discovery (Amazon link), , которая научит вас многим классным электронным устройствам на практике. Если вы найдете эту книгу интересной, попробуйте, и вы многому научитесь.

Заключение

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.

Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания.

Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в ​​безопасной среде. Это похоже на обучение на практике

Не указывайте только источник питания 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА. И это было то, что я знаю, как проектировать источник питания постоянного тока на 5 Вольт.

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

Спасибо и удачной жизни.

---

Прочие полезные сообщения

диодов — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 63

Введение

После того, как вы перейдете от простых пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, пора перейти в удивительный мир полупроводников.Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод.

В этом уроке мы рассмотрим:

• Что такое диод !?
• Теория работы диодов
• Важные свойства диода
• Различные типы диодов
• Как выглядят диоды
• Типичные применения диодов

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники. Прежде чем перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Хотите изучить различные диоды?

Идеальные диоды

Ключевая функция идеального диода — управлять направлением тока. Ток, проходящий через диод, может идти только в одном направлении, называемом прямым направлением. Ток, пытающийся течь в обратном направлении, заблокирован. Они похожи на односторонний клапан электроники.

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь *, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь.В такой ситуации говорят, что диод от или с обратным смещением .

Пока напряжение на диоде не отрицательное, он «включается» и проводит ток. В идеале * диод будет действовать как короткое замыкание (0 В на нем), если он проводит ток. Когда диод проводит ток, он смещен в прямом направлении (на жаргоне электроники «включено»).

Соотношение тока и напряжения идеального диода. Любое отрицательное напряжение дает нулевой ток — разрыв цепи.Пока напряжение неотрицательно, диод выглядит как короткое замыкание.

Характеристики идеального диода
Рабочий режим	Вкл. (Смещение вперед)	Выкл.	В = 0	В
Диод выглядит как	Короткое замыкание	Обрыв цепи

Символ цепи

Каждый диод имеет две клеммы — соединения на каждом конце компонента — и эти клеммы имеют поляризацию , что означает, что эти две клеммы совершенно разные.Важно не перепутать соединения на диоде. Положительный конец диода называется анодом , а отрицательный конец называется катодом . Ток может течь от конца анода к катоду, но не в другом направлении. Если вы забыли, в каком направлении протекает ток через диод, попробуйте вспомнить мнемонику ACID : «анодный ток в диоде» (также анодный катод — это диод ).

Обозначение цепи стандартного диода представляет собой треугольник, соприкасающийся с линией.Как мы расскажем позже в этом руководстве, существует множество типов диодов, но обычно их обозначение схемы будет выглядеть примерно так:

Вывод, входящий в плоский край треугольника, представляет собой анод. Ток течет в направлении, указанном треугольником / стрелкой, но не может идти в обратном направлении.

Выше приведены несколько простых примеров схем диодов. Слева диод D1 смещен в прямом направлении и пропускает ток через цепь. По сути это похоже на короткое замыкание.Справа диод D2 имеет обратное смещение. Ток не может течь по цепи, и она выглядит как разомкнутая цепь.

* Внимание! Звездочка! Не совсем так … К сожалению, идеального диода не существует. Но не волнуйтесь! Диоды действительно настоящие, у них просто есть несколько характеристик, которые заставляют их работать немного хуже, чем наша идеальная модель …

---

Реальные характеристики диода

В идеале, , диоды будут блокировать любой ток, текущий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток идет вперед.К сожалению, реальное поведение диодов не совсем идеальное. Диоды потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не будут блокировать весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Соотношение тока и напряжения

Наиболее важной характеристикой диода является его вольт-амперная зависимость ( i-v ). Это определяет ток, протекающий через компонент, с учетом того, какое напряжение на нем измеряется.Резисторы, например, имеют простую линейную зависимость i-v … Закон Ома. Кривая i-v диода, однако, полностью не -линейна. Выглядит это примерно так:

Вольт-амперная зависимость диода. Чтобы преувеличить несколько важных моментов на графике, масштабы как в положительной, так и в отрицательной половине не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одном из трех регионов:

1. Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод включен, и ток может протекать через него.Напряжение должно быть больше прямого напряжения (V _F ), чтобы ток был значительным.
2. Обратное смещение : Это режим «выключения» диода, когда напряжение меньше, чем V _F , но больше, чем -V _BR . В этом режиме ток (в основном) заблокирован, а диод выключен. Очень небольшой ток (порядка нА), называемый током обратного насыщения, может протекать через диод в обратном направлении.
3. Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

прямое напряжение

Чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диод требует приложения определенного количества положительного напряжения. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (V _F ).Его также можно назвать либо , , либо , .

Как мы знаем из кривой i-v , ток через диод и напряжение на диоде взаимозависимы. Больше тока означает большее напряжение, меньшее напряжение означает меньший ток. Однако, когда напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать только очень небольшое увеличение напряжения. Если диод полностью проводящий, обычно можно предположить, что напряжение на нем соответствует номинальному прямому напряжению.

Мультиметр с настройкой диода можно использовать для измерения (минимума) прямого падения напряжения на диоде.

V _F конкретного диода зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Обычно кремниевый диод имеет напряжение V _F около 0,6–1 В . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Диод типа также имеет некоторое значение для определения прямого падения напряжения; светодиоды могут иметь гораздо большее V _F , в то время как диоды Шоттки разработаны специально, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Напряжение пробоя

Если к диоду приложить достаточно большое отрицательное напряжение, он поддастся и позволит току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства нормальных диодов не очень полезно подвергать их большим отрицательным напряжениям.

Для нормальных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 В до -100 В или даже более отрицательное.

Таблицы данных диодов

Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в даташите на каждый диод. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):

Таблица данных может даже представить вам хорошо знакомый график вольт-амперной характеристики, чтобы более подробно описать поведение диода. Этот график из таблицы данных диода увеличивает изогнутую переднюю часть кривой i-v .Обратите внимание, как больший ток требует большего напряжения:

Эта диаграмма указывает на еще одну важную характеристику диода — максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенное количество энергии, прежде чем они взорвутся. На всех диодах должны быть указаны максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемая мощность. Если диод подвергается большему напряжению или току, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже, расплавится, задымится и т. Д.).

Некоторые диоды хорошо подходят для больших токов — 1 А или более — другие, например, малосигнальный диод 1N4148, показанный выше, могут подходить только для тока около 200 мА.

---

Этот 1N4148 — лишь крошечная выборка всех существующих типов диодов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие существует и для какой цели служит каждый тип.

Типы диодов

Нормальные диоды

Сигнальные диоды

Стандартные сигнальные диоды являются одними из самых простых, средних и простых членов семейства диодов. Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный ток.Типичный пример сигнального диода — 1N4148.

Очень общего назначения, он имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.

Слабосигнальный диод, 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который отмечает, какой из выводов является катодом.

Силовые диоды

Выпрямитель или силовой диод — это стандартный диод с гораздо более высоким максимальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения.1N4001 — это пример силового диода.

1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.

Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.

И, конечно же, большинство типов диодов также выпускаются для поверхностного монтажа. Вы заметите, что у каждого диода есть способ (независимо от того, насколько он крошечный или плохо различимый), чтобы указать, какой из двух контактов является катодом.

Светодиоды (светодиоды!)

Самым ярким членом семейства диодов должен быть светодиод (LED).Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.

Горстка сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. У них также есть номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для их включения. Рейтинг светодиода V _F обычно выше, чем у обычного диода (1.2 ~ 3 В), и это зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а для сверхяркого красного светодиода такого же размера — всего 2,2 В.

Очевидно, вы чаще всего найдете светодиоды в осветительных приборах. Они веселые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например инфракрасные светодиоды, которые являются основой большинства пультов дистанционного управления.Другое распространенное использование светодиодов — оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание на то, как схематический символ диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, выходящих из символа.

Диоды Шоттки

Другой очень распространенный диод — диод Шоттки.

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением. Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…

. 1

Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, и это приводит к значительному на уменьшению прямого падения напряжения , которое обычно находится между 0.15 В и 0,45 В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.

Диоды Шоттки

особенно полезны для ограничения потерь, когда нужно сохранить каждый последний бит напряжения . Они достаточно уникальны, чтобы получить собственное обозначение схемы с парой изгибов на конце катодной линии.

Стабилитроны

Стабилитрон

— это странный изгой из семейства диодов. Обычно они используются, чтобы намеренно проводить обратный ток .

Стабилитрон — 5.1 В 1 Вт

На пенсии COM-10301

Стабилитроны полезны для создания опорного напряжения или в качестве стабилизатора напряжения в слаботочных приложениях. Эти диоды…

На пенсии Стабилитрон

разработан для обеспечения очень точного напряжения пробоя, называемого стабилитроном или напряжением стабилитрона . Когда через стабилитрон протекает достаточный ток в обратном направлении, падение напряжения на нем будет стабильным на уровне напряжения пробоя.

Благодаря своей пробивной способности стабилитроны часто используются для создания известного опорного напряжения, точно равного их напряжению стабилитрона. Их можно использовать в качестве регуляторов напряжения для небольших нагрузок, но на самом деле они не предназначены для регулирования напряжения в цепях, которые потребляют значительный ток.

Стабилитроны

достаточно особенные, чтобы иметь собственное обозначение схемы с волнистыми концами на катодной линии. Этот символ может даже обозначать, что такое напряжение стабилитрона диода.Вот стабилитрон 3,3 В, создающий надежное опорное напряжение 3,3 В:

Фотодиоды

Фотодиоды — это специально сконструированные диоды, которые улавливают энергию фотонов света (см. Физика, квантовая) для генерации электрического тока. Вид работы как анти-светодиод.

Фотодиод BPW34 (не четверть, да еще мелочь). Поставьте его на солнце, и он может генерировать около нескольких мкВт энергии !.

Солнечные элементы — главный благодетель фотодиодной технологии.Но эти диоды также могут использоваться для обнаружения света или даже для оптической связи.

---

Применение диодов

Для такого простого компонента диоды имеют множество применений. Вы найдете диод того или иного типа практически в каждой цепи. Они могут быть представлены в чем угодно, от цифровой логики слабого сигнала до схемы преобразования энергии высокого напряжения. Давайте рассмотрим некоторые из этих приложений.

Выпрямители

Выпрямитель — это схема, преобразующая переменный ток (AC) в постоянный (DC).Это преобразование критично для всякой бытовой электроники. Сигналы переменного тока выходят из розеток вашего дома, но именно постоянный ток питает большинство компьютеров и другой микроэлектроники.

Ток в цепях переменного тока буквально чередуется — быстро переключается между положительным и отрицательным направлениями — но ток в сигнале постоянного тока течет только в одном направлении. Итак, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам просто нужно убедиться, что ток не может течь в отрицательном направлении. Похоже на работу для ДИОДОВ!

Однополупериодный выпрямитель может быть выполнен только из одного диода.Если сигнал переменного тока, такой как, например, синусоида, передается через диод, любая отрицательная составляющая сигнала отсекается.

Формы сигналов входного (красный / левый) и выходного (синий / правый) напряжения после прохождения через схему полуволнового выпрямителя (в центре).

Двухполупериодный мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования этих отрицательных выступов в сигнале переменного тока в положительные.

Схема мостового выпрямителя (в центре) и форма выходной волны, которую она создает (синий / правый).

Эти цепи являются критическим компонентом источников питания переменного тока в постоянный, которые преобразуют сигнал 120/240 В переменного тока сетевой розетки в сигналы постоянного тока 3,3 В, 5 В, 12 В и т. Д. Если вы разорвали стенную бородавку, вы, скорее всего, увидели бы там несколько диодов, которые ее исправили.

Можете ли вы заметить четыре диода, образующие мостовой выпрямитель в этой бородавке?

Защита от обратного тока

Когда-нибудь вставлял батарею неправильно? Или поменять местами красный и черный провода питания? Если это так, то диод может быть благодарен за то, что ваша схема все еще жива.Диод, расположенный последовательно с положительной стороной источника питания, называется диодом обратной защиты. Это гарантирует, что ток может течь только в положительном направлении, а источник питания подает только положительное напряжение в вашу цепь.

Это применение диода полезно, когда разъем источника питания не поляризован, что позволяет легко испортить и случайно подключить отрицательный источник питания к положительному полюсу входной цепи.

Недостатком диода обратной защиты является то, что он вызывает некоторую потерю напряжения из-за прямого падения напряжения.Это делает диоды Шоттки отличным выбором для диодов обратной защиты.

Логические ворота

Забудьте о транзисторах! Простые цифровые логические вентили, такие как И или ИЛИ, могут быть построены из диодов.

Например, диодный логический элемент ИЛИ с двумя входами может быть построен из двух диодов с общими катодными узлами. Выход логической схемы также находится в этом узле. Когда один из входов (или оба) являются логической 1 (высокий / 5 В), выход также становится логической 1.Когда оба входа имеют логический 0 (низкий / 0 В), на выходе через резистор подается низкий уровень.

Логический элемент И построен аналогичным образом. Аноды обоих диодов соединены вместе, где находится выход схемы. Оба входа должны иметь логическую единицу, заставляя ток течь по направлению к выходному выводу и также подтягивать его к высокому уровню. Если на каком-либо из входов низкий уровень, ток от источника питания 5 В проходит через диод.

Для обоих логических вентилей можно добавить больше входов, добавив только один диод.

Обратные диоды и подавление скачков напряжения

Диоды

очень часто используются для ограничения возможного повреждения из-за неожиданных больших скачков напряжения. Диоды подавления переходных напряжений (TVS) — это специальные диоды, вроде стабилитронов с низким пробивным напряжением (часто около 20 В), но с очень большими номинальными мощностями (часто в диапазоне киловатт). Они предназначены для шунтирования токов и поглощения энергии, когда напряжение превышает их напряжение пробоя.

Обратные диоды

выполняют аналогичную работу по подавлению скачков напряжения, в частности, вызванных индуктивным компонентом, например двигателем.Когда ток через катушку индуктивности внезапно изменяется, создается всплеск напряжения, возможно, очень большой отрицательный всплеск. Обратный диод, помещенный на индуктивную нагрузку, даст этому отрицательному сигналу напряжения безопасный путь для разряда, фактически многократно проходя через индуктивность и диод, пока он в конечном итоге не погаснет.

Это всего лишь несколько вариантов применения этого удивительного маленького полупроводникового компонента.

---

Покупка диодов

Теперь, когда ваш нынешний движется в правильном направлении, пришло время найти хорошее применение вашим новым знаниям.Независимо от того, ищете ли вы отправную точку или просто пополняете запасы, у нас есть набор изобретателя, а также отдельные диоды на выбор.

Наши рекомендации:

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением.Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…

. 1

Комплект изобретателя SparkFun — версия 3.2

На пенсии КОМПЛЕКТ-12060

** Как вы, возможно, видели из [нашего сообщения в блоге] (https://www.sparkfun.com/news/2241), мы недавно переместили нашу литьевую форму для SIK…

76 На пенсии

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы разобрались с диодами, возможно, вы захотите продолжить изучение других полупроводников:

Или откройте для себя другие распространенные электронные компоненты:

Что такое схема выпрямителя?

Что такое схема выпрямителя?
Далее: Задачи Вверх: lab8b Предыдущая: Что такое трансформатор?

Теперь, когда мы понизили напряжения переменного тока до уровень, который больше соответствует требованиям напряжения Stamp11, остаётся проблема преобразование 12-вольтового сигнала переменного тока в желаемый 5-вольтовый постоянный ток. источник питания.Мы подойдем к этому в два этапа. Первый преобразуем напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока через процесс, известный как , ректификация . Тогда мы уйдем это 12 вольт постоянного напряжения до 5 вольт с помощью регулятор напряжения . В этом разделе кратко рассказывается о процесс исправления.

Простейшая возможная схема преобразования переменного тока в постоянный — это полупериодный выпрямитель . Эта схема состоит из один диод, который пропускает ток только через один направление.Возможная схема показана ниже на рисунке 4. На этом рисунке вы найдете мощность переменного тока. источник подключен к первичной обмотке трансформатора. Примечание символ, который мы используем для трансформатора. Вторичный клеммы этого трансформатора затем подключаются к диоду и резистор последовательно.

Рисунок 4: Однополупериодный выпрямитель

Работа этой схемы проста. Когда находится в положительной части своего цикла, положительный напряжение создается на вторичной стороне трансформатор.Это напряжение смещает диод в прямом направлении и диод начинает пропускать ток. В результате большая часть падение напряжения на нагрузке. Когда отрицательно, тогда вторичная сторона также имеет отрицательное напряжение. В Затем диод смещается в обратном направлении и перестает пропускать ток. В виде в результате падение напряжения на нагрузке равно нулю. В осциллограмма напряжения на нагрузочном резисторе выглядит как показано на рисунке 4. Только положительная сторона синусоидального цикла присутствует и отрицательная сторона был зажат диодом.

Глядя на выходное напряжение, вы должны отметить что это похоже на выход батареи в том, что это всегда позитивный. К сожалению, этот положительный сигнал довольно «ухабистая», и нам нужно найти способ сгладить ее. RC схема, показанная на рисунке 5, используется для сгладьте эти неровности. В этой схеме мы добавили большой конденсатор параллельно с сопротивлением нагрузки. В конденсатор может накапливать энергию в то время, когда напряжение на нагрузке положительное.Когда напряжение нагрузки зажимается до нуля, наш конденсатор может медленно высвобождаться накопленная энергия, тем самым сглаживая напряжение Загрузка.

Рисунок 5: Однополупериодный выпрямитель с конденсатором

Что происходит в этой схеме, так это то, что диод включается при напряжении на крышке около 0,7 вольт ( пороговое напряжение для диода) ниже выходящего из трансформатор. Между тем загрузка разгружает колпачок с нашей стандартной постоянной времени RC.Схема должна быть тщательно спроектирован так, чтобы постоянная времени была намного больше чем время цикла переменного тока. Даже в этом случае шапка, вероятно, будет теряют некоторое напряжение во время простоя между импульсами и эта потеря приведет к пульсации напряжения . В результирующие формы сигналов показаны ниже на рисунке. 5.

В этой схеме есть еще кое-что новое. Обратите внимание, как нижняя пластина конденсатора показана кривой и верхняя пластина отмечена знаком плюс.Это потому что для получения большой емкости требуются специальные конденсаторы в небольшом пространстве. В частности, вы будете использовать конденсаторы электролитические . Такие конденсаторы построены с помощью бумаги, смоченной электролитом. Эта фабрикация метод дает огромные емкости в очень маленьком объеме. Но это также приводит к тому, что конденсатор поляризован . Другими словами, конденсатор работает только с одной полярностью. напряжения. Если поменять полярность, водород может отсоединяется от внутреннего анода конденсатора и этот водород может взорваться.Электролитические конденсаторы всегда имеют четко обозначенную полярность, часто с множеством отрицательные знаки указывали на отрицательную клемму. Ты должны иметь конденсатор 1000 Ф в ваших наборах деталей, которые вы можете использовать в своей цепи питания.

Хотя однополупериодный выпрямитель обладает достоинством простоты, ему не хватает эффективности, потому что мы выбрасываем отрицательная сторона формы волны. Лучшим решением было бы использовать мощность на обеих сторонах сигнала.Схемы которые делают это, называются двухполупериодными выпрямителями . В в частности, вы можете использовать следующую схему, показанную на рисунок 6 для построения двухполупериодного выпрямителя. Левая часть этой схемы — это двухполупериодный мост. Эта часть схемы состоит из четырех специально устроил диоды. Выход двухполупериодного выпрямителя По сути, это источник постоянного тока на 12 В. Будет небольшой рябь на этом источнике, но вы действительно не сможете заметьте это, даже если вы посмотрите на форму волны с помощью осциллограф.

Рисунок 6: Двухполупериодный выпрямитель

Схема, показанная на рисунке 6, генерирует постоянный ток. напряжение 12 В и заземление на двух клеммах отмечены и. Однако ваш MicroStamp11 требуется питание 5 вольт. Мы можем понизить это напряжение 12 напряжение до напряжения 5 вольт несколькими способами. Один метод заключается в использовании стабилитрона для ограничения напряжения на уровне 5 вольт. А стабилитрон — это диод, пробивное напряжение которого было рассчитан на определенный уровень напряжения.Схема показанный на рисунке 7 выполняет это функция. Резистор, включенный последовательно с диодом, используется для ограничить выходной ток, типовые значения указаны в заказе 100-500 Ом.

Стабилитрон

Рисунок 7: Стабилитрон

Другой способ понизить напряжение питания 12 — использовать специальное трехконтактное устройство под названием регулятор напряжения . Стабилизатор напряжения — это особый полупроводниковое устройство, специально разработанное для действовать как идеальный аккумулятор.Подключения регулятора напряжения показаны в правой части рисунка 8. Как видите, регулятор напряжения имеет 3 контакта. Пин 3 (VIN) подключен к положительной клемме аккумуляторной батареи. Пин 2 (GND) подключен к земле (отрицательный вывод вашего аккумулятор), а контакт 1 — регулируемый выход 5 В. В вашей В лабораторном комплекте вы найдете регулятор напряжения LM7805. Ты можешь используйте это для создания источника питания с регулируемым приводом для ваша система.

При подключении регулятора напряжения обязательно ставьте 0.1 Конденсатор F на выходе вашего источника питания. Этот конденсатор помогает устранить скачки напряжения в вашей сети. питания, так как если у вас есть ступенчатое изменение напряжения, конденсатор действует как короткое замыкание на землю.

Рисунок 8: LM7805 Цепь регулирования Votlage

---

Далее: Задачи Вверх: lab8b Предыдущая: Что такое трансформатор?

Майкл Леммон 2009-02-01

.