Схемы диодных мостов

Подписаться

 

Элемент, используемый для преобразования переменного электрического тока в постоянный, называется диод или выпрямитель. Такое определение может получить полупроводниковое, вакуумное, механическое или другое устройство, выполняющее выпрямление.

Самым распространенным способом для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный является использование диодного моста. Он представляет собой электронную схему, выпрямление через которую называется «двухполупериодным».

Наиболее распространенным и чаще используемыми являются две схемы: однофазная и трехфазная.

Рассмотрим однофазную мостовую схему, а для простоты возьмем синусоидальное переменное напряжение. В мост входят 4 элемента. На входе подается переменный ток, который в каждый из полупериодов идет только через два диода. Оставшиеся два в это время закрыты.

 

Рис.1 Выпрямление положительной полуволны

 

Рис.2 Выпрямление отрицательной полуволны

Такой подход к преобразованию дает возможность получить на выходе с диодного моста пульсирующее напряжение, которое в два раза превышает частоту на входе. Это видно из приведенных на рисунке 3 графиков.

Рис. 3

На первом графике красным цветом указано синусоидальное напряжение, которое подается на вход. На втором – зеленым показано напряжение, которое получается в результате однопериодного выпрямления. На последнем графике синим цветом нарисовано напряжение, которое получается при полупериодном выпрямлении.

Такую схему впервые собрал немецкий физик Лео Гретц. Именно поэтому, сегодня она известная под названием «моста Гретца» и представляет собой однофазный полномостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов. Данная схема очень часто используется. Связано это с тем, что у нее невысокий эквивалент активного внутреннего сопротивления. При этом используя ее можно получить высокий коэффициент от имеющейся габаритной мощности трансформатора.

Есть еще один нюанс о котором стоит упомянуть. После выпрямления переменного напряжения, очень часто этот параметр имеет пульсирующий характер. Чтобы сгладить пульсацию используется фильтр. Самым простым является электролитический конденсатор большой емкости. Его принято устанавливать на выходе с диодного моста.

Рис.4 Варианты изображения однофазного диодного моста на схемах

Теперь рассмотрим трехфазную схему диодного моста. Чаще всего  используется трехфазный выпрямитель, собранный по схеме Миткевича на трех диодах (рис.5), и трехфазный выпрямитель по схеме Ларионова, в котором используется шесть диодов (рис.6).

Рис.5 Схема Миткевича

Данная конструкция носит название четверть мостового параллельного выпрямителя.

Рис.6 Схема Ларионова. Другое название «треугольник-Ларионов»

Если же говорить о схеме Ларионова, то она не является полномостовой, как принято считать. На самом деле выпрямитель является параллельным полумостовым. Кроме того, диодный мост Ларионова бывает двух видов: «звезда-Ларионова» и «треугольник-Ларионова». Каждая из них имеет свое напряжение, сопротивление внутри конструкции и протекающие токи. Их применение зависит от схемы включения трансформатора или генератора. Это может быть звезда или треугольник.

Рис.7 Звезда-Ларионов

Какая бы схема трехфазного диодного моста не использовалась, в результате прохождения через нее тока, на выходе получается параметр с меньшими пульсациям, чем в случае с однофазным выпрямителем. 

Рис.8 Вид ЭДС (на входе точками, на выходе красной линией)

После того, как ток выпрямлен, на выходе с диодного моста он обязательно проходит через фильтр для сглаживания пульсации. В его качестве могут использовать конденсатор или дроссель. Дополнительно в схеме может использоваться стабилитрон.

Рис. 9 Схема диодного моста с фильтром.

Не так распространены схемы трехфазных выпрямителей с использованием двенадцати диодов – «три параллельных моста», «три последовательных моста» и т.д. По своим характеристикам они намного лучше схем Миткевича и Ларионова. При сборке подобных мостов используются диоды со средним током через один диод. 

Рис.10 Выпрямитель на 12 диодов

Данная схема диодного моста называется еще «три параллельных моста». Она более надежна в работе, чем «звезда-Ларионов». Связано это с тем, что при обрыве или выгорании 5/6 диодов в выпрямителе Ларионова, мост выходит из строя. А вот в схеме на 12 диодов при подобной неисправности работу берет на себя оставшееся плечо. В результате получается 1/6 мощности, которая вполне может доработать до ремонта. Кроме того, через один диод в схеме «три параллельных полных моста» проходит ток меньше, чем в выпрямителе Ларионова. Поэтому отпадает необходимость в приобретении дорогих диодов. Конструкция становиться доступнее и дешевле.

Однако рассмотренная схема имеет несколько недостатков. Первый заключается в том, что при небольших токах в мосте на 12 диодов внутреннее сопротивление становиться почти равным сопротивлению обмотки. Для устранения этого явления специалисты рекомендуют иметь про запас «звезду-Ларионов», на которую переключают работу при помощи замыкающих контактных групп.

Еще одним недостатком 12 диодного моста является невозможность работы на четырехпроводной фазной сети на удаленном расстоянии от трансформатора. Поэтому чаще всего его используют в шестипроводной линии передач.

ВложениеРазмер
1.jpg8.28 КБ
2.jpg8.27 КБ
3.png34.12 КБ
4.png30.93 КБ
5.png6.98 КБ
6.jpg6.82 КБ
7.png8.02 КБ
8.png15.96 КБ
9.jpg10.41 КБ
10.jpg7 КБ

viagra prix viagra

+
2
-
7 Января 2015, 21:05