Диодный мост: принцип работы и преимущества устройства, где используется, как собрать своими руками

Постоянный и переменный ток

Из учебной программы по физике всем известно, что электрический ток включает в себя перетекание электрического заряда от одного проводника к другому. В отличие от постоянного тока, который на самом деле идет в одном направлении (от минус к плюсу), переменный ток течет сначала в одном направлении, а затем в другом. Если вы подключите осциллограф к розетке, вы можете получить схематическое изображение этого тока.

На рисунке представлена ​​осциллограмма переменного тока, где по оси абсцисс показано время, а по оси ординат — напряжение. Из графика хорошо видно, что напряжение постепенно увеличивается до 220 В, затем падает до нуля и возрастает до того же значения, но с обратным знаком. Другими словами, напряжение в розетке постоянно меняет знак со скоростью 50 раз в секунду.

Для сравнения можно подключить щупы осциллографа к источнику постоянного тока. Клеммы аккумулятора можно использовать как таковые. В этом случае изображение будет немного другим.

Форма сигнала постоянного тока, показанная на изображении, ясно демонстрирует, что напряжение на клеммах все время остается постоянным. Когда цепь замкнута, ток будет течь в одном направлении.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения — это цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, низковольтные автомобильные генераторы постоянного тока. Кроме того, они используются в системах воспроизведения звука, измерительном оборудовании, теле- и радиовещании, а также устанавливаются в различных устройствах по всему дому. Чтобы лучше понять роль диодного моста в этих устройствах, мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он используется.

Преимущества и недостатки

Помимо диодного моста, есть и другие способы преобразования переменного тока в постоянный. По сравнению с полуволновым шлифованием полноволновое шлифование имеет ряд преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволны синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в оптимальной степени.
• Из-за более высокой частоты пульсаций напряжение, получаемое диодным выпрямителем, намного легче сгладить с помощью фильтров.
• Использование электричества под нагрузкой снижает потери мощности из-за инверсии намагниченности сердечника, которая происходит из-за процессов взаимной индукции в обмотках силового трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электрического тока и выходного напряжения: за счет передачи каждого полупериода двумя диодами в мосту одновременно, выходной параметр намного более однороден.

К недостаткам диодного моста можно отнести более высокое падение напряжения по сравнению с полуволновой схемой или выпрямителем со средней точкой. Это связано с тем, что ток сразу протекает через два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может иметь существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампер могут определять значение сигналов, режимы работы блоков и т.д. В качестве решения можно использовать диодные мосты с диодами Шоттки, в которых прямое падение напряжения относительно меньше.

Еще один недостаток — сложность определения сгоревшего звена, так как при выходе из строя хотя бы одного диода вся схема продолжит работу. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи, можно только с помощью измерений; далеко не всегда устройство или схема отреагируют в случае отказа с видимой неисправностью.

Обозначение диодного моста и схема подключения

Поскольку диодный мост может быть построен по разным схемам и состоит из небольшого количества элементов, в большинстве случаев обозначение выпрямительного блока осуществляется простым нанесением его принципиальной схемы. Если это недопустимо, например, в случае построения блок-схемы, мост обозначается в виде символа, который обозначает любой преобразователь AC-DC:

Буква «~» обозначает цепи переменного тока, символ «=» обозначает цепи постоянного тока, а «+» и «-» обозначают полярность выхода.

Если выпрямитель построен по классической мостовой схеме из 4-х диодов, то допускается несколько упрощенная картина:

Вход выпрямительного блока подключается к выходным клеммам источника переменного тока (в большинстве случаев это понижающий трансформатор) без соблюдения полярности: любой выходной выход подключается к любому входу. Выход моста подключен к нагрузке. Может потребоваться или не потребоваться соблюдение полярности (включая стабилизатор, фильтр сглаживания.

Диодный мост можно подключить к источнику постоянного напряжения. В этом случае получается схема защиты от непреднамеренного изменения полярности — при любом подключении входов моста к выходу блока питания полярность напряжения на его выходе не изменится.

Электрические параметры

Единица измерения Обозначение измерения Значение спецификации измерения

Напряжение обратного пробоя, В	U (BR) R	ИК = 5 мкА	≥ 1000
Максимальное прямое падение напряжения, мгновенное значение, В	UF	SE = 0,8 А	1.1
Максимальный прямой обратный ток при номинальном напряжении блокировки, мкА	ИК	Ta = 25 ° C	5.0
Ta = 100 ° C	500,0
Емкость перехода p / n и обратное напряжение, пФ	CT	UR = 4,0 В, f = 1,0 МГц	восемь

Особенности видов напряжения

Возникает естественный вопрос, почему в розетках используется переменный ток, если подавляющее большинство электронного оборудования питается от постоянного тока. Дело в том, что для питания узлов того или иного оборудования требуются напряжения разной величины. Например, компьютерный процессор питается от 3 В, а мобильному телефону для зарядки требуется до 5 В. Усилителю музыкального центра уже требуется около 25 В.

преобразовать постоянное напряжение из одного значения в другое довольно сложно, а вот переменное — легко. Для этого, например, используются трансформаторы. Некоторым важным компонентам питания, таким как двигатели, по-прежнему требуется напряжение переменного тока. Таким образом, промышленные генераторы, обеспечивающие бытовые розетки, вырабатывают его при общепринятом значении (например, 220 В), и каждое устройство, уже находящееся на объекте, получает от него то, что ему нужно.

Предназначение

Предназначен для двухполупериодного выпрямления однофазного переменного напряжения в источниках питания электронного оборудования, зарядных устройствах, адаптерах и т.д.

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Итак, в статье о диоде мы рассмотрели, что будет с выходом диода, если на него подать переменный ток. Для этого мы даже собрали такую ​​схему, где G — генератор синусоидальной волны. Сигнал уже снят с клемм X1 и X2.

Мы подавали на диод переменное напряжение.

И на выходе после диода мы получили такой сигнал.

То есть у нас получилось вот так.

Да, мы получили постоянный ток от переменного тока, но оно того стоило? В этом случае мы получили постоянный пульсирующий ток, при котором половина мощности сигнала была полностью отключена.

Как работает диодный мост в теории

Как известно, переменный ток меняет направление несколько раз в секунду. Поэтому его можно разделить на положительные полуволны и отрицательные полуволны. Я обозначил положительные полуволны красным, а отрицательные — синим.

Для работы диодного моста нужна какая-то нагрузка. Пусть это будет резистор. Следовательно, когда на диодный мост приходит положительная полуволна, ток через него будет выглядеть так.

Как видите, с положительной полуволной диоды, которые я обозначил пунктирной линией, не задействованы.

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

В этом случае диоды, которые работали с положительной полуволной, отдыхают с отрицательной полуволной). Эстафету принимает еще одна пара диодов. Еще можно сказать, что они работают попарно в диодном мосту. Одна пара диодов работает на положительной половине волны, а другая пара — на отрицательной.

Обратите внимание на нагрузку. Одна и та же полярность тока всегда приходит к нему при любом стечении обстоятельств.

Работа диодного моста на практике

Посмотрим и посмотрим, что будет с выходом диодного моста, если на него подать переменное напряжение. Для этого возьмем 4 простых кремниевых диода и подключим их к диодному мосту. Важно, чтобы диоды были одной марки.

Подадим переменное напряжение на вход диодного моста и посмотрим, что получится на выходе.

Итак, я подаю этот сигнал на вход.

У меня на выходе постоянная пульсация напряжения.

Здесь мы видим, что отрицательная полуволна в диодном мосту не прерывается, а превращается в положительную. В этом случае сила сигнала не теряется, поскольку отрицательная полуволна просто переворачивается на положительную. Разве не чудо?

Внимательный читатель также может заметить, что амплитуда сигнала немного уменьшилась. Если мы подаем на вход синусоидальный сигнал с амплитудой 6 Вольт, то на выходе диодного моста у нас будет чуть меньше 6 Вольт, а точнее где-то около 4,8 Вольт. Почему так случилось? Дело в том, что на кремниевом диоде падает напряжение 0,6-0,7 вольт. Поскольку переменное напряжение проходит через 2 диода в каждой полуволне, на каждый диод падает 0,6 вольт. 2 × 0,6 = 1,2 Вольт. 6-1,2 = 4,8 Вольт.

Теперь вы можете с гордостью рисовать дизайн.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Эта схемотехника используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, установленный на генераторе переменного тока, необходим для преобразования генерируемого переменного напряжения в постоянный ток. Постоянный ток используется для подзарядки аккумуляторной батареи и питания всех потребителей электроэнергии, имеющихся на современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, подаваемым генератором. В зависимости от этого показателя полупроводниковые приборы делятся на следующие группы мощности:

• малая мощность — до 300 мА;
• средняя мощность — от 300 мА до 10 А;
• высокая мощность — выше 10 А.

В автомобилестроении обычно используются мосты из кремниевых диодов, которые могут удовлетворить эксплуатационные требования в широком диапазоне температур — от -60 ° C до + 150 ° C.

Выпрямление электроэнергии

До конца 19 века преобразование переменного напряжения в постоянное было проблемой. С изобретением диода сначала в вакууме, а затем в полупроводнике ситуация радикально изменилась. Благодаря своим уникальным свойствам диод отлично различает полярность и облегчает сортировку токов в нужном направлении. Первоначально для этих целей использовались отдельные диоды, позже появились диодные мосты, обеспечивающие качественное выпрямление.

Выпрямитель на одном диоде

Диод проводит ток только в одном направлении, поэтому его называют полупроводниковым прибором. Если положительный полюс источника напряжения подключен к катоду устройства, а отрицательный — к аноду, диод будет вести себя как обычный проводник. Если полярность поменять, устройство закроется и станет диэлектриком. Чтобы ответить на вопрос, что дает, потребуется собрать простейшую схему и снова вооружиться осциллографом.

На схеме показана работа полупроводникового диода в цепи переменного тока. Осциллограмма слева показывает изображение на выходе трансформатора — нормальный переменный ток. После диода все существенно меняется — на графике пропадает отрицательная полуволна переменного напряжения. Ток еще не стал постоянным, но он больше не является переменным: электрический заряд не движется в обратном направлении. Этот вид тока называется пульсирующим. Они пока не могут запитать электронику, но изменения заметны. Осталось сгладить пики импульсов. Делается это с помощью конденсаторов.

На схеме изображен однополупериодный выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Во время положительного импульса напряжение не только питает нагрузку, но и заряжает конденсатор. Когда импульс заканчивается, конденсатор высвобождает накопленную энергию, ослабляя пики напряжения.

Чем больше емкость конденсатора, тем больше энергии он может хранить и тем более постоянным будет казаться напряжение.

Двухполупериодный прибор

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в преобразовании переменного тока в постоянный со времени предыдущего эксперимента, результат все еще далек от идеального. Дело в том, что частота переменного тока довольно низкая (50 Гц), и зависание сглаживающих конденсаторов имеет свои ограничения. Чтобы значительно улучшить форму выходного сигнала, необходимо увеличить частоту.

Однако в розетках он строго фиксирован и не зависит от внешних факторов. Отрицательная полуволна напряжения прерывается диодом. Сменить полярность несложно: достаточно лишь добавить несколько диодов, собрав мостовую схему. На рисунке показан двухполупериодный выпрямитель с четырьмя диодами, поясняющий принцип работы диодного моста:

При появлении положительной полуволны диоды VD2, VD3 повернутся вперед и откроются. VD1, VD2 — закрыты. Полуволна свободно проходит на выход выпрямителя. Когда напряжение меняет полярность, диодные пары меняются местами: VD1 и VD4 открываются, VD2 и VD3 закрываются. Отрицательная полуволна тоже пойдет на выход, но ее полярность изменится. В результате будет такое же импульсное униполярное напряжение, но его частота увеличится вдвое. Остается только добавить сглаживающий конденсатор и посмотреть, что получится.

Двухполупериодный выпрямитель со сглаживающим конденсатором на изображении показывает, что задача решена: переменное напряжение преобразуется в постоянное. Конечно, согласованность несовершенная — есть рябь, но с ними можно справиться с помощью фильтров. Кроме того, любая электроника допускает ту или иную величину пульсации.

Эта схема, состоящая из четырех диодов, стала классической и называется диодным или выпрямительным мостом. Есть отдельная категория электронных устройств — выпрямительные мосты. Они состоят из четырех соответственно подключенных диодов. Например, вы можете посмотреть выпрямительный мост КЦ402Г и его электрическую схему.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая представлена ​​на рисунке:

На вход выпрямителя подается напряжение сети переменного тока, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные полупериоды — синим. Подключаем нагрузку (Rн) к выходу выпрямителя, а диод (VD) будет выполнять функцию выпрямительного элемента).

При положительных полупериодах напряжения, подаваемого на анод диода, диод открывается. В эти моменты времени через диод и, следовательно, через нагрузку (Rn), питаемую от выпрямителя, протекает постоянный ток диода Ipr (на графике справа волна полупериода показана красным).

При отрицательных полупериодах напряжения, подаваемого на анод диода, диод закрывается и небольшой обратный ток диода (Iobr) будет течь по всей цепи. Здесь диод как бы прерывает отрицательную полуволну переменного тока (на графике справа такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В результате получается, что через нагрузку (Rн), подключенную к сети через диод (VD), больше нет переменных потоков, так как этот ток течет только в положительных полупериодах, а пульсирующий ток представляет собой ток одного направления. Это выпрямление переменного тока.

Но такое напряжение может питать только маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока, и не предъявляет особых требований к источнику питания, например, лампе накаливания.
Напряжение будет проходить через лампу только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако из-за тепловой инерции нить накала не успеет остыть в промежутках между импульсами, и тогда мерцание будет слабо заметным.

Если подать такое напряжение на приемник или усилитель мощности, в динамике или динамиках мы услышим низкий гул с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это произойдет потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить электролитический фильтрующий конденсатор (Cf) большой емкости.

Заряжаемый импульсами тока в течение положительных полупериодов, конденсатор (Cf) в течение отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rn). Если конденсатор достаточно большой, в течение времени между импульсами тока он не успеет полностью разрядиться, а это означает, что нагрузка (Rн) будет постоянно удерживать ток как в течение положительного, так и отрицательного полупериодов. Ток, поддерживаемый зарядом конденсатора, показан на графике справа сплошной волнистой красной линией.

Но даже при таком слегка ослабленном токе невозможно запитать приемник или усилитель, потому что они «мерцают», так как уровень пульсаций (Upulse) все еще очень заметен.
Выпрямитель, с работой которого мы познакомились, с пользой использует энергию только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется более половины входного напряжения, и поэтому такое выпрямление переменного тока называется полуволновым, и выпрямители — это однополупериодные выпрямители. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

Предельные эксплуатационные характеристики

Превышение этих параметров приводит к необратимому ухудшению свойств или потере рабочих характеристик любого полупроводникового прибора.

Единица измерения Единица измерения Обозначение Количество

Максимальное повторяющееся обратное напряжение, В	URRM	1000
Максимальное эффективное обратное напряжение, В	URMS	700
Максимальное обратное постоянное напряжение блока, В	УДК	1000
Максимальный эффективный прямой ток, А	Ta = 125 ° C	SE (AV)	0,5
Ta = 110 ° C	0,8
Максимальный неповторяющийся прямой ток, А	IFSM	тридцать
Термостойкость перехода p / n — внешняя среда, ° С / Вт	RƟJA	63
Термостойкость перехода p / n — внешний вывод, ° С / Вт	RƟJL	39 лет
Допустимое значение интеграла плавления (интеграла Джоуля), А2с	I2t	3,74
Диапазон рабочих температур полупроводниковой структуры, ° С	TJ	-55 °… + 150
Диапазон температур хранения, ° С	Tstg	-55 °… + 150

— для каждого элемента диодного модуля.

— при импульсе тока длительностью 1 мс… 8,3 мс.

Разновидности диодных мостов и их маркировка

Диодный мост можно собрать на дискретных диодах. Чтобы сохранить полярность, нужно обращать внимание на знаки. В некоторых случаях метка в виде рисунка наносится непосредственно на корпус полупроводникового прибора. Это характерно для продукции отечественного производства.

Иностранные устройства (и многие современные россияне) отмечены точкой или кольцом. В большинстве случаев это анод, но нет никаких гарантий. Лучше посмотреть мануал или воспользоваться тестером.

можно создать мост из сборки: четыре диода объединены в одном корпусе, а соединение выводов может производиться с внешними проводниками (например, на печатной плате). Схемы сборки могут быть изменены, поэтому для правильного подключения необходимо обращаться к техническим паспортам.

Например, диодная сборка BAV99S, содержащая 4 диода, но имеющая только 6 контактов, имеет внутри два полумоста, подключенных следующим образом (на корпусе рядом с контактом 1 есть точка):

Чтобы получить полноценный мост, нужно соединить соответствующие пины с внешними проводниками (трасса трасс отображается красным цветом в случае использования печатной разводки):

В этом случае переменное напряжение подается на контакты 3 и 6. Положительный полюс постоянной снимается с контакта 5 или 2, а отрицательный полюс снимается с 4 или 1.

А самый простой вариант — сборка с уже готовым мостом внутри. Из отечественных товаров это могут быть КЦ402, КЦ405, есть мостовые сборки зарубежного производства. Во многих случаях заглушка контактов применяется непосредственно к корпусу, и задача сводится к простому подбору правильных характеристик на основе безошибочного соединения. Если внешнего обозначения выводов нет, нужно будет обратиться к справочнику.

Выпрямительный мост своими руками

Тот, кто занимается разработкой электронных устройств, не может обойтись без выпрямителя. Он присутствует практически во всех самодельных устройствах, питающихся от сети. Для сборки выпрямителя недостаточно взять четыре диода и повернуть с ними ножки по приведенной выше схеме. Для того, чтобы мост работал, вам нужно будет больше узнать о диодах и их характеристиках, прежде чем браться за паяльник. Основные характеристики, которые потребуются при создании полупроводникового выпрямителя, следующие:

1. Максимально допустимое обратное напряжение. Напряжение, которое выдерживает диод в выключенном состоянии.
2. Максимально допустимый прямой ток. Сила тока, которую диод выдерживает длительное время без повреждений.
3. Постоянное напряжение. Величина падения напряжения на открытом диоде.
4. Частота среза. Частота переменного тока, при которой устройство еще может работать.

При сборке сетевого выпрямителя, способного подавать на нагрузку ток 1 А, необходимо сделать диодный мост на 12 вольт. Вот так выглядит удобная схема мостового выпрямителя.

В первую очередь нужно все правильно рассчитать и выбрать нужный тип полупроводника, исходя из имеющихся диодов. Если у вас есть диоды D226, KD204A, KD201A и D247, вам необходимо открыть каталог и ознакомиться с их основными характеристиками (напряжение, ток и частота среза):

• D226 — 400 В, 0,3 А, 1 кГц;
• КД204А — 400В, 0,4А, 50кГц;
• КД201А — 100В, 5А, 1,1кГц;
• D247 — 500 В, 10 А, 1 кГц.

Все четыре типа диодов подходят по напряжению и частоте, но первые два не выдерживают тока в 1 А. Остались КД201А и Д247. Решение сделать тот или иной зависит от конструкции блока питания. Первые диоды более компактные, вторые имеют хороший запас по току.

Сглаживающий конденсатор С1 нужно выбирать по типу, электрической емкости и напряжению. Вам понадобится электролитический конденсатор емкостью от 1000 до 20000 мкФ с рабочим напряжением не менее 25 В. Чем больше емкость сглаживающего конденсатора, тем лучше выпрямленное напряжение, но тем больше будет сама структура. Всю необходимую информацию, включая емкость, полярность и рабочее напряжение, можно увидеть прямо на конденсаторе.

Осталось включить паяльник и спаять схему, не забывая, что электролитические конденсаторы — это полярные устройства. У них есть достоинства и недостатки, которые не следует путать.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «отсекает» ту часть синусоиды, которая является «обратной» для устройства, и меняет знак. В результате на выходную нагрузку подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций вдвое превышает частоту колебаний переменного тока и в данном случае равна 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) показано типичное синусоидальное переменное напряжение. Рисунок б) — отсекает положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и замирает при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, так как отрицательная «срезанная» часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен не только для отсечения отрицательной полуволны, но и для изменения ее знака на противоположный. Благодаря такой конструкции схемы переменный ток полностью сохраняет мощность. Рисунок c) представляет собой пульсации напряжения после того, как ток прошел через диодную сборку.

Пульсирующий ток нельзя строго определить как постоянный. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их выравнивания после пересечения диодного моста в схему необходимо включать фильтры. Самым простым типом фильтров являются электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных схемах и принципиальных схемах диодный мост в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно припаянных диодов, они обозначаются буквами VD, рядом с которыми указывается порядковый номер — 1-4. Буквы VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Характерные особенности

• Миниатюрный рисунок.
• Низкое падение напряжения в проводящем состоянии.
• Высокое значение постоянного ударного тока.
• Высокое значение напряжения пробоя в обратном направлении.

Представленные ниже характеристики определены следующим образом: температура окружающей среды, если не указано иное, Ta = 25 ° C. Однофазная сеть, частота 60 Гц, полуволновой ток, индуктивная или резистивная нагрузка. При емкостной нагрузке токи необходимо снизить на 20%.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или любой другой схеме важно хорошо знать основные технические параметры.

Среди этих характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Максимальная амплитуда напряжения обратной полярности — это пороговое значение, выше которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет из строя. В отечественных моделях обозначается как UАobr, в зарубежных — Vrpm.
• Среднее обратное напряжение — это номинальное значение электрической величины, которая может применяться во время работы. Он имеет обозначение Uobr в отечественных образцах или Vr (rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток — указывает действующее значение электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах он обозначается как Ipr или Io соответственно для моделей отечественного или зарубежного производства.
• Выпрямленный пиковый ток — это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, называемый Ifsm для тока пульсаций на положительном и отрицательном выводах.
• Падение напряжения прямой полярности: определяет падение напряжения на основе собственного сопротивления диодного моста. На устройстве он обозначен как Vfm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, например в сети 220 В, то основным параметром диодного моста является обратный ток и напряжение. Эксплуатационные характеристики должны значительно превышать мощность сети, например, при напряжении 220 В — диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но он тоже должен быть предусмотрен.

Выбор типа сборки

Использование выпрямительного моста вместо четырех диодов не только значительно упрощает сборку, но и делает конструкцию более компактной. Принцип выбора типа сборки такой же по напряжению, току и частоте. Чтобы определить, подходит ли, например, сборка КЦ402Г, фото и схема которой приведены выше, нужно обратиться к справочнику. Содержит следующие функции моста:

• максимальное обратное напряжение диодов — 300 В;
• постоянный ток всей группы — 1 А;
• частота среза — 5 кГц.

Мост адаптируется, но микрогруппа будет работать на своем текущем пределе. Чтобы обеспечить надежность схемы, лучше использовать более мощный прибор. Например, перемычка КЦ409А на ток 3А или КЦ409И на 6А.

Проверка элементов

Часто в самодельных устройствах приходится использовать уже бывшие в употреблении детали. Все эти компоненты необходимо проверить перед установкой. Поскольку выпрямительный блок состоит из четырех диодов, соединенных встречно последовательно, и к выводам всех диодов можно добраться с помощью щупа, вопрос, как сделать кольцо диодного моста, решить несложно.

Для этого достаточно обычным омметром измерить сопротивление каждого диода, ориентируясь на схему выпрямителя и распиновку моста. При одной полярности щупов прибор должен показывать высокое сопротивление, при другой — низкое. При обрыве соответствующего диода в обоих положениях щупов сопротивление будет низким, при перегоревшем — большим.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой единую полупроводниковую кристаллическую пластину, в объеме которой создаются две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют планарными.

Технология изготовления таких диодов следующая:
алюминий, индий или бор сплавлены с поверхностью кристалла полупроводника n-типа, а фосфор сплавлен с поверхностью кристалла полупроводника p-типа.

Под воздействием высокой температуры эти вещества прочно сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электропроводности электронов или дырок. Таким образом, получается полупроводниковый прибор с двумя областями с разными типами электропроводности и между ними pn переходом. Так изготавливаются наиболее распространенные планарные кремниевые и германиевые диоды.

Для защиты от внешних воздействий и надежного отвода тепла кристалл с pn переходом смонтирован в корпусе.
Маломощные диоды изготавливаются в пластиковом корпусе с гибкими внешними кабелями, диоды средней мощности — в металло-стеклянном корпусе с жесткими внешними кабелями и мощные диоды — в металлическом или спеченном корпусе, например, со стеклянной или керамической изоляцией. Пример выпрямительных диодов из германия (малой мощности) и кремния (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с pn переходом (4) привариваются к держателю окна (2), который одновременно является основанием корпуса. К держателю окна приварен корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды при относительно небольших размерах и массе имеют гибкие жилы (1), с помощью которых они устанавливаются в схемы.
Для диодов средней и большой мощности, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) намного мощнее. Нижняя сторона таких диодов представляет собой массивное основание радиатора с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним радиатором (радиатором).

Аналоги

Для замены могут подойти кремниевые диоды, диффузоры, выпрямительные блоки, предназначенные для использования в источниках питания, и выпрямители оборудования общего назначения.

Отечественное производство

ТипURRMURMSUDCIF (AV) IFSMTaRƟJAUFIR Ta = 25 ° CIR Ta = 100 ° CCT Случай

MB10F	1000	700	1000	0,5	25	150	85	1	5	500	13	МБФ (SMD)
КЦ402А / Ж	600	—	—	1	—	85	—	4	—	125	—	—
КЦ403А / Ж	600	—	—	1	—	85	—	4	—	125	—	—
КЦ404А / Ж	600	—	—	1	—	85	—	4	—	125	—	—
КЦ405А / Ж	600	—	—	1	—	85	—	4	—	125	—	—

Зарубежное производство

ТипURRMURMSUDCIF (AV) IFSMTJRƟJAUFIR Ta = 25 ° CIR Ta = 100 ° CCT Примечания к корпусу

MB10F	1000	700	1000	0,5	25	150	85	1	5	500	13	МБФ (SMD)
DB107	1000	700	1000	1	50	150	—	1.1	10	500	—	ДБ-1 (SMD)
DB107S	1000	700	1000	1	50	125	—	1.1	10	500	—	ДБ-1С (SMD)
DB157	1000	700	1000	1.5	60	150	—	1.1	5	500	—	ДБ-1 (SMD)
DB157S	1000	700	1000	1.5	60	150	40	1.1	5	500	—	DB-S (SMD)
DF10	1000	700	1000	1	тридцать	150	40	1.1	10	500	25	DIL (SMD)
B10S	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	85	1	5	—	25	MDI (SMD)
B10S	1000	700	1000	1	35 год	150	—	1	5	500	—	МБ-С (SMD)
B500S	1000	500	—	1	40	150	60	1.1	10	—	—	SO-DIL (SMD)
MS500	1000	500	—	0,5	ветры	150	70	1.2	10	—	—	Micro-DIL (SMD)
B500C800	1200	500	1200	0,8	45	125	—	1	5	500	—	ВОТ ЭТО ДА *
B500C1000	1200	500	1200	1	45	125	—	1	10	500	—	ВОТ ЭТО ДА *
W10M	1000	700	1000	1.5	40	125	36	1	10	500	—	ВОТ ЭТО ДА *
W10L	1000	700	1000	1.5	50	125	—	1	10	1000	—	RC2 *
W10G	1000	700	1000	1.5	50	125	36	1	10	1000	24	Я *
RB157	1000	700	1000	1.5	50	125	—	1	10	1000	—	РБ-15 *
КБП10М	1000	700	1000	1.5	50	150	28 год	1.1	10	500	15	КБ *

* — стержневые клеммы.

Примечание: данные в таблицах взяты из паспортов производителей.

Как проверить диодный мост

1-й способ.

Как вы теперь знаете, однофазный диодный мост состоит из 4 диодов. Чтобы узнать их местонахождение, нам нужно скачать техническое описание этого диода и посмотреть, как диоды расположены в этом диодном мосту. Например, у моего моста GBU6K диоды расположены так.

То есть все, что мне нужно сделать, это просто поиграть мультиметром в каждый диод. Как это сделать, я написал в этой статье.

Второй способ.

Он 100%. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор, а также резистор, желательно 5-10 кОм. Найдя положение штыря, на «+» и «-» припаиваем резистор 5-10 кОм. Снимаем осциллограмму с тех же выводов.

То есть все должно выглядеть так.

Посмотрим на осциллограмму

Это означает, что диодный мост исправен.

Модификации (версии) диодного моста MB10F

ТипURRMURMSUDCIF (AV) IFSMTJRƟJAUFIR Ta = 25 ° CIR Ta = 100 ° CCT СлучайSMD

MB10F	1000	700	1000	0,5	25	150	85	1	5	500	13	MBF
MB10F	1000	700	1000	0,8	35 год	150	75	1	5	500	15	МБ-Ф
MB10F	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	90	1.1	5	40	13	MBF
MB10F	1000	700	1000	1	тридцать	150	—	0,95	5	500	—	МБ-Ф
MB10F	1000	700	1000	0,8	35 год	150	70	1	5	100	13	MBF
MB10FB	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	95	1.1	5	40	13	MBF
MB10FH	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	70	1.1	5	100	13	MBF
MB10FK	1000	700	1000	1	35 год	150	60	1.1	5	100	13	MBF
MB10FN	1000	700	—	0,5	25	150	120	0,95	5	500	13	MBF
MB10FU	1000	700	—	1	35 год	150	120	1.1	5	500	25	MBF
MB10F-S	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	85	1	5	500	—	МБФ-С
MB10F (GW)	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	60	1	5	500	13	MBF (ГВт)
МБ10Ф-0,5	1000	700	1000	0,5	ветры	150	110	1.1	5	40	одиннадцать	MBF
МБ10Ф-10	1000	700	1000	1	35 год	150	80	1.1	5	40	13	MBF
МБ10Ф-12	1000	700	1000	1.2	40	150	75	1.1	5	80	18	MBF
МБ10Ф-13	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	63	1.1	5	500	восемь	MBF
МБ10Ф-15	1000	700	1000	1.5	50	150	70	1.1	5	100	25	MBF
MB10F-PJ	1000	700	1000	0,8	тридцать	150	90	1.1	5	40	13	MBF

Основные технические характеристики

При выборе диодов или готового моста в первую очередь следует учитывать максимальный прямой рабочий ток. Он должен немного превышать ток нагрузки. Если это значение неизвестно, но известна мощность, ее необходимо пересчитать в ток по формуле Iload = Pload / Uout. Для увеличения допустимого тока полупроводниковые приборы можно подключать параллельно: максимальный ток нагрузки делится на количество диодов. В этом случае лучше подбирать диоды в одной ветви моста, исходя из замыкающего значения падения напряжения в разомкнутом состоянии.

Второй важный параметр — прямое напряжение, на которое рассчитан мост или его элементы. Оно не должно быть меньше выходного напряжения источника переменного тока (пиковое значение!). Для надежной работы устройства необходимо брать запас в 20-30%. Для увеличения допустимого напряжения диоды можно включать последовательно — в каждое плечо моста.

Этих двух параметров достаточно для предварительного решения об использовании диодов в выпрямительном устройстве, но стоит обратить внимание на некоторые другие характеристики:

• максимальная рабочая частота обычно составляет несколько килогерц и не имеет значения для работы на промышленных частотах 50 или 100 Гц, а если диод работает в импульсном режиме, этот параметр может стать определяющим;
• падение напряжения в открытом состоянии кремниевых диодов составляет около 0,6 В, что не важно для выходного напряжения, например 36 В, но может быть критическим при работе ниже 5 В — в этом случае необходимо выбирать диоды Шоттки, которые характеризуется низким значением этого параметра.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей автомобилей и автомобилей мосты в сборе вварены в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их нужно будет приварить и вытолкнуть из пластины радиатора и заменить на новую. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых диодный мост перегорает. Наиболее частые причины этой проблемы:

• на доску пролита жидкость;
• грязь вместе с маслом проникла в полупроводники и вызвала короткое замыкание;
• путем изменения положения полюсов контактов на аккуме.