Diode bro

Diode Bridge - et design som gjør at du kan rette strømmen effektivt. Diodebroen regnes som en fullbølge-likeretter.

Diode, broer og vanskeligheter med å korrigere dagens

I utgangspunktet ble dioder kalt elektronrør med to elektroder. Den oppvarmede katoden avgir elektroner som er i stand til å fly i en enkelt retning - på anoden. Og i motsatt retning strømmer strømmen ikke. Dette gjorde det mulig å kutte ut en del av spenningsperioden. Som et resultat ble gjeldende rettet.

Designfeilen er åpenbar - en del av tiden, halvparten av intervallet, er skjemaet inaktivt. Av denne grunn er det vanskelig å skape høy ytelse. Vi snakker ikke om effektivitet, men påvirker heller den totale kraften. Spenningen i nettverket er begrenset til nominell, det er nødvendig å effektivt bruke den eksisterende. Hvis du øker forbruket gjennom en enkeltdiode, vil den overopphetes og brenne. Her kommer en diodebro til redning.

Scheme Konstruksjonene diskutert i denne artikkelen er rettet mot å forbedre visse egenskaper. Ellers ville en diodebro med en enkelt konfigurasjon ha vært brukt i lang tid. Den velkjente diodebroen på fire ventiler er langt fra den eneste av den enkle grunnen - den er designet for å fungere med en enkelt spenningsfase. Dette er et feilalternativ, levert til våre hjem fra formålet med å lagre ledninger, og brukes ikke i industrien.

La oss starte med Nikola Tesla. Denne mannen kom først opp med et roterende magnetfelt. Tidligere ble vekselstrøm brukt, men ved hjelp av en enkelt fase kan det hørte fenomenet ikke opprettes. Inne i motoren må du rotere feltet. Den eneste fasen å fysisk gi er ikke i stand til. Nikola Tesla oppfunnet asynkronmotor, med mange poler. Vær oppmerksom på at kollektor typer motorene kan operere på vekselstrøm og likestrøm, men det anbefales å unngå konstruksjoner med permanente magneter. Rotoren og statoren er samlet fra kobberviklinger. Vi tror at i det 19. århundre var det ingen lignende typer motorer.

Tilbake til fasene. Etter å ha oppfunnet en asynkron( induksjon) vekselstrømsmotor, Nikola Tesla, i forbifarten, bemerket i patentet muligheten for ytterligere å øke fasene, men gikk ikke lenger. Senere Dolivo-Dobrovolsky viste at det er mye mer effektivt å bruke tre faser. I dag bruker industrielle strukturer dette alternativet. Merk at enhver motor kan kjøre for å konsumere og generere strøm; leserne vil forstå at en enfasediodebro ikke vil være den ideelle løsningen. Dette er en feilaktig, trimmet versjon for husholdningsapparater. Ikke mer.

Innbyggingssystemene har en trefasegenerator, dette er den mest effektive designen mulig i dag. Har allerede brukt ordning Larionov. Dette oppnår det beste forholdet mellom besparelser og effektivitet. Gode ​​egenskaper har Mitkevich likeretterkretser. Skole- og universitetsfysikkkurs har en forenklet struktur på grunn av den for sterke utviklingen av naturvitenskap: det er umulig å passe all informasjon inn i studentens hoder for et semester.

Gretz diode bro for hvitevarer regnes ikke som den eneste mulige. Det er tre varianter av fasen, mye mer vanlig enn det ser ut til å begynne med. Dioder i design og egenskaper er svært forskjellige fra hverandre. Dette bestemmer spesifikasjonene for søknaden. For eksempel er kraftvarianter kraftige, men lider store tap. Derfor brukes Schottky-dioder med et lite spenningsfall ved p-n-krysset i utgangskretsene til strømforsyningene.

Design av diodebroer

Det eneste designet av en diodebro er ikke i stand til å sørge for alle behov. Derfor, i biler brukte Larionov ordningen. Vi diskuterer nå designet, først avklare hvorfor diodebroen er såkalt. I 1833 ble det foreslått en skjema for måling av motstand basert på utjevning av potensialet for mellompinnene i to grener:

1. Fire motstander er forbundet i en firkant( en for hver side av en geometrisk figur).
2. To hjørner leveres med strøm fra et batteri eller en annen kilde.
3. Med to andre vinkler blir det lest av spenning eller strøm.

Betydningen av arbeidet er å vri indikatoravlesningene til null med et potensiometer. Da sier de - balansen i broen er kommet. På den tiden( før publiseringen av Kirchhoff-lovene) visste de allerede at spenningsfallet over to motstander er proporsjonalt med verdien deres, hvilket betyr at det er sant at: R1 / R2 = R3 / Rx, hvor R2 er et potensiometer, R1 og R3 er konstante motstander av en kjent nominell, Rx er elementet som studeres. Deretter er den enkle andelen den ønskede verdien.

Brokretsen i engelsklitteraturen kalles for at det er en jumpermåler mellom de to grener av den elektriske kretsen som består av motstandene R1, R2 og R3, Rx. Det minnet folk på broen, ordningen ble oppkalt tilsvarende.

Gretz Diode Bridge

I 1897 publiserte Elektronische Zeitung magazine( del 25) et notat av Leo Gretz om studiet av en diodebro. Separate lesere bestemte seg for at den angitte personen ble oppfinneren av enheten. Til denne dagen( i 2016) fortsetter det russiske domenet til Wikipedia et ubestridelig faktum. Faktisk var oppfinneren av Gretz diode broen den polske elektroingeniør Karol Pollack. Gjennomgang forfattere kunne ikke finne en biografi av en lærde mann på russisk. Det er ikke overraskende at lite er kjent om patent nummer 96564 av 14. januar 1896.

Figuren viser en forklaring på kretsens navn - diodebroen, det er alle tegn:

1. To grener av diodene i midten er kortsluttet med en belastningskrets.
2. vekselstrøm leveres til de to sidene av torget.
3. Ved utgangen er det en konstant spenning.

Faktum er en ulempe av kretsen: spenningsfallet ved pn-krysset dobler. Når som helst, går strømmen gjennom et par dioder, og ikke en, som i tilfelle en fullbølge-likeretter. Ved høy spenning er det mulig å overse tapene slik at kretsen ikke brenner, den leveres med store robuste metall radiatorer. Bilister har allerede forstått hva de snakker om, bare dødelige bemerker at for husholdningsapparater er dette ikke alltid sant( det er ingen radiator).Årsaken er ikke kraften i personbilkjeden. Snarere, med en konstant spenning på 12 V på ombordnettverket, er strømmen høy, dette fører til en så sterk varmefrigivelse.

Vi forklarer. Ifølge Joule-Lenz-loven er varmen fra strømmen av elektrisk strøm proporsjonal med kvadratet av strømmen av strømmen. I lavspennings kretser må kobbertråd derfor gjøres tykk. Dette er grunnen til at industrispenningen er høyere enn 12 V. Kilovoltene går i kraftledninger, noe som bidrar til å redusere kabeltverrsnittet og spare på materialer. En transformator brukes til konvertering mellom linjene, som regel er den plassert på inngangen til et husholdningsapparat.

Dette er nødvendig for å raskt opprette spenningsverdier som er nær de nødvendige. Erklæringen er spesielt levende sporet av eksemplet på en katodestrålerør-fjernsyn. Inngangstransformatoren har mange utgangssvingninger i henhold til antall kretser. Det gjenstår bare å rette gjeldende om nødvendig, noe som reduserer utstyrets kompleksitet. For å gjøre dette, etter at utgangssvingningen til transformatoren har satt diodebroen Gretz( vi snakker om enfaset nettverk på 220 V).

I moderne pulserende strømforsyninger på en annen måte. Diodebroen er plassert direkte etter inngangsfilteret, og deretter blir den rettede spenningen kuttet på en tyristor( transistor) nøkkel til høyfrekvenspulser som påføres transformatoren. Dette gjør at du gjentatte ganger kan redusere størrelsen på kjernen og viklingene. Se på adapteren til en mobiltelefon: Det er en puls transformer inni. Størrelsen kan ikke sammenlignes med strømforsyningen på TVen. Vi anbefaler å ta hensyn til systemenheten til en PC, hvor kilden produserer minst 350 watt. Det er nok for en CRT-TV.

Etter pulstransformatoren står likeretteren igjen. Noen ganger er det en diodebro basert på Schottky-dioder med lavspenningsdråper på en pn-kryss. Husk de ovennevnte ulemper. For lavspenning av vekselstrømforsyningen, er bruken av diodebroer ubrukelig, antall ventiler dobler. Som et resultat er tapet høyere, noe som naturlig reduserer effektiviteten. En ytterligere faktor er varmeproduksjon: Ved lave spenninger må radiatorer brukes med høy motstand av pn-krysset.

Motstand pn-veikryss

Gretz diode broer er de facto dominerende i dag i husholdningsapparater. Vi gjør en liten nedbrytning om motstanden til pn-krysset.

Som kjent, er karakteristikken for en diode lik en parabola i den positive delen av x-aksen. Uansett skjemaet, er det viktige faktum at det til enhver tid i grafen blir mulig å finne motstand. Du trenger bare å dele spenningen med nåværende. Det viser seg at motstanden til dioden avhenger av den påførte spenningen og i et typisk tilfelle er i stadig endring. Vi finner, lik den nåværende spenningsverdien( 220 V), den gjennomsnittlige tallet for denne parameteren også.Tap er avhengig av det. Jo lavere motstanden til pn-krysset, jo bedre. Derfor er det fordelaktig å bruke Schottky dioder.

Enfase likriktere i henhold til Mitkevichs ordningen

Kretsen ser ikke ut som en bro, bortsett fra noen likheter. Det kan ses fra figuren at belastningen kortslutninger grener av transformatoren svinger og diodene. Dette er en strekning. Så noen kjeder kan kalles en bro. Til enhver tid arbeider halvparten av konstruksjonen for Mitkevich-kretsen. Den andre er låst.

Det samme er sagt om Gretz diode broen, men her gjelder setningen for transformatorviklingen, som ikke kan noteres i det forrige tilfellet.

Trefase likriktere

Larionov likeretteren( se bildet) betraktes ikke som en bro, selv om sjåførene kaller det så vedvarende. Det er to typer design, i terminologien til trefaselinjer kalt stjerne og trekant. Bilistene er oftere i kontakt med det første alternativet, hvor spenningen er litt høyere og tapet er mindre. Dette skyldes hensyn til økonomi.

Ordningen som gir de nevnte hundre poengene i handikapet er kjent. Dette er en sann diode bro, parallell eller serie tilkobling av tre full diode broer.