Diodebrygga

Diode Bridge - en design som gör att du kan korrigera strömmen effektivt. Diodbroen betraktas som en fullvågslikriktare.

Diod, broar och svårigheter att rätta till nuvarande

Ursprungligen kallades dioder elektronrör med två elektroder. Den uppvärmda katoden avgav elektroner som kunde flyga i en enda riktning - på anoden. Och i motsatt riktning strömmar strömmen inte. Detta gjorde det möjligt att skära av en del av växelspänningsperioden. Som ett resultat blev nuvarande korrigerad.

Designfel är uppenbart - en del av tiden, halva intervallet, systemet är inaktivt. Av denna anledning är det svårt att skapa hög effektivitet. Vi pratar inte om effektivitet, men påverkar snarare den totala kraften. Spänningen i nätverket är begränsad till nominell, det krävs för att effektivt använda den befintliga. Om du ökar förbrukningen genom en enda diod kommer den att överhettas och brinna. Här kommer en diodbro till undsättning.

Scheme De konstruktioner som diskuteras i denna artikel syftar till att förbättra vissa egenskaper. Annars skulle en diodbro av en enda konfiguration ha använts under lång tid. Den välkända diodbroen på fyra ventiler är långt ifrån den enda av enkla skäl - den är konstruerad för att arbeta med en spänningsfas. Detta är ett felaktigt alternativ, levereras till våra hem från syftet att spara ledningar och tillämpas inte i industrin.

Låt oss börja med Nikola Tesla. Denna man kom först med ett roterande magnetfält. Tidigare användes växelström, men med hjälp av en enda fas kan det meddelade fenomenet inte skapas. Inuti motorn måste du rotera fältet. Den enda fasen att fysiskt tillhandahålla kan inte. Nikola Tesla uppfann den asynkronmotor med många poler. Observera att kollektortyperna av motorer kan fungera på växelström och likström, men det rekommenderas att undvika konstruktioner med permanenta magneter. Rotorn och statoren är monterade från kopparlindningar. Vi tror att det inte fanns några liknande typer av motorer på 1800-talet.

Tillbaka till faserna. Efter att ha uppfunnit en asynkron( induktion) växelströmsmotor, Nikola Tesla, som passerade, noterade i patentet möjligheten att ytterligare öka faserna, men gick inte längre. Senare visade Dolivo-Dobrovolsky att det är mycket effektivare att använda tre faser. Idag använder industriella strukturer detta alternativ. Observera att alla motorer kan köras för att konsumera och generera ström; läsare förstår att en enfasdiodbro inte kommer att vara den perfekta lösningen. Detta är en felaktig, trimmad version för hushållsapparater. Inte mer.

Inbyggda system har en trefasgenerator, det här är den mest effektiva designen möjlig idag. Redan använt systemet Larionov. Detta uppnår det bästa förhållandet mellan besparingar och effektivitet. Bra egenskaper har Mitkevich likriktarkretsar. Skol- och universitetsfysikskurser har en förenklad struktur på grund av den alltför starka utvecklingen av vetenskapen: det är omöjligt att passa all information i elevernas huvuden för en term.

Gretz diodbro för hushållsapparater anses inte vara den enda som är möjlig. Det finns tre varianter av fasen, mycket vanligare än det verkar inledningsvis. Dioder i design och egenskaper skiljer sig mycket från varandra. Detta bestämmer ansökans särdrag. Till exempel är kraftvarianter kraftfulla, men lider stora förluster. Därför används Schottky-dioder med ett litet spänningsfall vid p-n-klyftan i utgångskretsarna hos växelströmsaggregat.

Design av diodbroar

Den enda konstruktionen av en diodbro kan inte tillgodose alla behov. Därför, i bilar används Larionov systemet. Vi diskuterar nu designen, först klargör varför diodbroen är så kallad.År 1833 föreslogs ett system för mätning av resistans, baserat på utjämning av potentialen hos mellannålarna i två grenar:

1. Fyra motstånd är kopplade i en kvadrat( en för varje sida av en geometrisk figur).
2. Två hörn levereras med ström från ett batteri eller en annan källa.
3. Med två andra vinklar tas avläsningar av spänning eller ström.

Arbetets betydelse är att vrida indikatoravläsningarna till noll med en potentiometer. Då säger de - balansen i bron har kommit. Vid den tidpunkten( före offentliggörandet av Kirchhoff-lagarna) visste de redan att spänningsfallet över två motstånd är proportionellt mot deras värde, vilket betyder att det är sant att: R1 / R2 = R3 / Rx, där R2 är en potentiometer, R1 och R3 är konstanta motstånd av en känd nominell, Rx är det element som studeras. Sedan är den enkla andelen det önskade värdet.

Broskretsen i engelskspråkig litteratur kallas för att mellan de två grenarna i den elektriska kretsen bestående av motstånden R1, R2 och R3, Rx, finns en jumpermätningsanordning. Det påminde folk på bron, ordningen namngavs i enlighet med detta.

Gretz Diodebro

År 1897 publicerade Elektronische Zeitung-tidningen( del 25) en anteckning av Leo Gretz om studien av en diodbro. Separata läsare bestämde att den angivna personen blev uppfinnaren av enheten. Till den här dagen( i 2016) fortsätter den ryska domänen i Wikipedia att hävda ett obestridligt faktum. Faktum är att uppfinnaren av Gretz diodbroen var den polska elingenjören Karol Pollack. Granskningsförfattarna kunde inte hitta en biografi av en lärde man på ryska. Det är inte förvånande att litet är känt om patent nummer 96564 av 14 januari 1896.

Figuren visar en förklaring av kretsens namn - diodbroen, det finns alla tecken:

1. Två grenar av dioderna i mitten är kortslutna med en belastningskrets.
2. växelström levereras till torgets två sidor.
3. Vid utgången finns en konstant spänning.

Faktum är en nackdel av kretsen: spänningsfallet vid pn-korsningen dubblerar. När som helst passerar strömmen genom ett par dioder, och inte en, som i fallet med en fullvågslikriktare. Vid höga spänningar är det möjligt att försumma förlusterna så att kretsen inte brinner, den levereras med stora, robusta metallradiatorer. Bilister har redan förstått vad de pratar om, bara dödliga konstaterar att det inte alltid är värme för hushållsapparater( det finns ingen radiator).Anledningen är inte kraften i personbilskedjan. I stället med en konstant spänning på 12 V på inbyggnadsnätet är strömmen hög, detta faktum leder till en så stark värmefrisättning.

Vi förklarar. Enligt Joule-Lenz-lagen är värmen från strömmen av elektrisk ström proportionell mot kvadraten av strömmen av strömmen. I lågspänningskretsar måste kopparledningar därför tjocka. Detta är anledningen till att industrispänningen är högre än 12 V. Kilovolts drivs i kraftledningar, vilket bidrar till att minska kabelns tvärsnitt och spara på material. En transformator används för omvandling mellan linjerna, som regel är den placerad på ingången till en hushållsapparat.

Detta behövs för att snabbt skapa spänningsgrader som är nära de nödvändiga. Uttrycket är speciellt spårat av exemplet på en katodstrålerörs-tv. Ingångstransformatorn har många utgångssvikningar i enlighet med antalet kretsar. Det är bara för att rätta till strömmen om det behövs, vilket minskar utrustningens komplexitet. För att göra detta, sätt transformatorns utgångslindning till diodbroen Gretz( vi talar om enfasiga nätverk på 220 V).

I moderna pulserande nätaggregat på ett annat sätt. Diodbroen placeras direkt efter ingångsfiltret, och den korrigerade spänningen skärs på en tyristor( transistor) nyckel till högfrekvenspulserna som appliceras på transformatorn. Detta gör det möjligt att upprepade gånger minska kärnans och lindningarnas storlek. Titta på adaptern för en mobiltelefon: det finns en pulstransformator inuti. Storleken jämförs inte med TV: ns strömförsörjning. Vi rekommenderar att du uppmärksammar systemenheten på en persondator där källan ger minst 350 watt. Det räcker för en CRT-tv.

Efter pulstransformatorn står likriktaren igen. Ibland är det en diodbro baserad på Schottky-dioder med låga spänningsfall vid en pn-korsning. Minns ovanstående nackdelar. För låga utgångsspänningar på växelströmsförsörjningen är användningen av diodbroar olönsam, antalet ventiler dubblerar. Som ett resultat är förlusten högre, vilket naturligtvis minskar effektiviteten. En ytterligare faktor är värmeproduktion: vid låga spänningar måste radiatorer användas med hög motstånd av pn-klyftan.

Motstånd pn-korsning

Gretz diodbroar är de facto dominerande idag i hushållsapparater. Vi gör en liten utskrift om motståndet i pn-korsningen.

Såsom är känt, liknar en diods egenskap en parabola i den positiva delen av x-axeln. Oavsett form, är det viktiga faktum att någon gång i grafen blir det möjligt att hitta motstånd. Du behöver bara dela spänningen med strömmen. Det visar sig att resistansen hos dioden beror på den applicerade spänningen och i ett vanligt fall ständigt förändras. Vi kommer att finna, som liknar det nuvarande spänningsvärdet( 220 V), den genomsnittliga siffran för denna parameter också.Förluster beror på det. Ju lägre motståndet hos pn-korsningen är desto bättre. Därför är det fördelaktigt att använda Schottky-dioder.

Enfaslikriktare enligt Mitkevichs system

Kretsen ser inte ut som en bro, förutom vissa likheter. Det framgår av figuren att belastningen kortslutningar transformatorernas grenar lindar och dioderna. Detta är en sträcka. Så en kedja kan kallas en bro. Vid en viss tid arbetar halvdelen av byggnaden för Mitkevich-kretsen. Den andra är låst.

Detsamma sägs om Gretz diodbro, men här gäller uttalandet för transformatorlindningen, vilket inte kan noteras i föregående fall.

Trefaslikriktare

Larionov likriktaren( se bild) anses inte som en bro, även om förare kallar det så ihållande. Det finns två typer av mönster, i terminologin för trefaslinjer kallad stjärna och triangel. Motorister är ofta i kontakt med det första alternativet, där spänningen är något högre och förlusten är mindre. Detta beror på hänsyn till ekonomin.

Schemat som ger de nämnda hundra poängen av handikappet är känt. Detta är en sann diodbro, parallell eller seriekoppling av tre fulla diodbroar.