Dispositivo, principio di funzionamento e schema del ponte a diodi raddrizzatori

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La corrente elettrica alternata viene convertita in una pulsazione costante attraverso l'uso di circuiti elettronici speciali - ponti a diodi. Il circuito del ponte a diodi raddrizzatori è diviso in 2 versioni: monofase e trifase.

Nel funzionamento del raddrizzatore, l'elemento principale è il diodo. Strutturalmente, è una lastra di un cristallo semiconduttore con due zone di conducibilità diversa. Una caratteristica è la trasmissione unidirezionale della corrente elettrica, a seconda della direzione del flusso.

La progettazione e il funzionamento di un diodo raddrizzatore si basano sulle caratteristiche della giunzione p-n tra le zone a semiconduttore. La sua resistenza dipende dalla polarità della tensione esterna. In un caso è grande, nell' altro è insignificante.

Ponte a diodi monofase

Quando l'ingresso è una tensione sinusoidale alternata, in ogni semiciclo, la corrente passa attraverso una coppia di diodi e l' altra è chiusa. Di conseguenza, all'uscita del circuito del ponte a diodi raddrizzatori,tensione pulsante, la cui frequenza è il doppio di quella dell'ingresso.

Circuito a ponte trifase

Questo circuito utilizza raddrizzatori a semiponte a diodi. La tensione di uscita qui è ottenuta con meno ondulazione.

Come attenuare l'ondulazione durante la rettifica dell'alimentazione?

La qualità della tensione rettificata diminuisce all'aumentare della sua ondulazione. Per ridurlo si utilizzano elementi che accumulano energia quando proviene dal raddrizzatore e la cedono quando smette di erogare.

Nel circuito a ponte di diodi di un raddrizzatore con condensatore, quest'ultimo è collegato in parallelo al carico. La sua capacità è selezionata in base alla corrente di carico. Quando viene applicato un impulso, il condensatore viene caricato. Tra gli impulsi (quando non ce ne sono), la tensione da esso viene data al carico.

Come risultato del livellamento, la tensione di uscita del filtro aumenta e si avvicina all'ampiezza del valore rettificato.

Non è possibile ottenere la tensione ideale all'uscita del filtro a causa della scarica del condensatore tra gli impulsi. Di solito tali increspature sono accettabili. Possono essere ridotti aumentando la capacità del condensatore.

Se si utilizza un induttore per il livellamento, è collegato in serie al carico. I circuiti di filtro combinati includono induttanze e condensatori.

Progettazione di ponti a diodi

Il dispositivo bridge più semplice viene eseguito saldando i singoli diodi. Nell'industria si producono strutture monolitiche, che sono minoritaglie e meno. Inoltre, vengono selezionati diodi con caratteristiche simili, che consentono loro di funzionare con lo stesso riscaldamento. Ciò migliora l'affidabilità del circuito del ponte a diodi raddrizzatori.

Il vantaggio dei ponti a diodi dei singoli elementi è la possibilità di riparazione quando uno di essi si guasta. Il gruppo deve essere sostituito completamente. Raramente si verificano malfunzionamenti, poiché gli elementi sono selezionati correttamente.

Raddrizzatori di potenza

I dispositivi che consumano corrente elevata sono generalmente alimentati a 220 V. I dispositivi non sono collegati direttamente, perché la tensione per i circuiti elettronici è piccola e la corrente è costante. Quindi utilizzare l'adattatore di rete.

La tensione viene ridotta da un trasformatore, che crea anche un isolamento galvanico tra i circuiti di alimentazione primaria e secondaria. Ciò riduce il rischio di scosse elettriche e protegge l'apparecchiatura in caso di cortocircuito nel circuito.

Gli adattatori moderni nella maggior parte dei casi funzionano secondo un circuito semplificato senza trasformatore senza isolamento galvanico, dove la tensione in eccesso viene assorbita dal condensatore.

Circuito a ponte a diodi da 12 volt: istruzioni e montaggio

L'alimentatore è composto da due moduli, di cui il primo è un trasformatore step-down e il secondo è un ponte a diodi che converte un tipo di tensione in un altro.

È selezionato un trasformatore adatto. L'avvolgimento primario si trova utilizzando un tester. La sua resistenza dovrebbe essere la più grande. Suonando con un multimetro nella modalità di misurazione della resistenza, il necessariofinisce. Quindi vengono trovate altre coppie e vengono realizzati i segni.

All'avvolgimento primario viene fornito 220 V. Quindi il tester passa alla modalità di misurazione della tensione CA e viene misurata la tensione sugli avvolgimenti rimanenti. Dovresti scegliere o avvolgere uno a 10 V. È importante che la tensione non sia 12 V, perché dopo il filtro capacitivo aumenta del 18%.

Il trasformatore viene selezionato per la potenza richiesta, dopodiché viene prelevato un margine del 25%.

4 diodi sono intrecciati in un ponte di diodi e le estremità sono saldate. Quindi il circuito viene collegato, un condensatore da 25 V e 2200 microfarad (elettrolita) viene collegato all'uscita e verificato in funzione.

Circuito ponte a diodi raddrizzatori 24V senza trasformatore

Nella pratica radioamatoriale, sono ampiamente utilizzati alimentatori a bassa potenza senza trasformatori.

L'alimentazione a 220 V viene fornita tramite il condensatore di zavorra C1. Il raddrizzatore è costituito dai diodi VD1, VD2 e dai diodi zener VD3, VD4. Per eliminare i picchi di corrente attraverso il ponte, una resistenza di limitazione della corrente da 50-100 ohm è installata in serie con il condensatore quando l'alimentazione è collegata. Per scaricare il condensatore quando il circuito non funziona, è collegato in parallelo un resistore da 150-300 kΩ.

Un condensatore di livellamento con una capacità di 2000 microfarad è installato all'uscita del circuito.

La mancanza di accoppiamento galvanico crea un rischio di scossa elettrica.

Applicazione

Applicazioni a ponte di diodiestremamente ampio e vario:

• apparecchi di illuminazione (lampade a LED e fluorescenti);
• contatori elettrici;
• alimentatori per apparecchiature elettroniche;
• alimentatori, controlli e caricatori industriali.

Come scegliere i diodi per realizzare un ponte di diodi?

I criteri di selezione principali sono la tensione e la corrente a cui il diodo non si surriscalda. Quando viene acceso direttamente, una tensione di circa 0,6 V cade su di esso, poiché ha una resistenza interna. La tensione inversa che il diodo può sopportare senza entrare nella modalità di guasto termico ed elettrico ha un certo limite. Se è progettato per 220 V, viene preso un margine di almeno il 25%. Ma è meglio prenderlo abbastanza grande da proteggerlo da sbalzi di tensione accidentali.

Anche la corrente viene presa con un margine. Se necessario viene fornito un radiatore di raffreddamento.

Per la scelta giusta, usa la tabella di riferimento di diodi e ponti di diodi.

Produttori di ponti a diodi

Tra gli elementi per apparecchi di illuminazione spiccano i raddrizzatori della serie 1N4007 e MS250 prodotti da Diotec. Sono progettati per tensioni fino a 1000 V. Nel primo caso, il circuito a ponte di diodi è costituito da 4 diodi posti su un circuito stampato, e nel secondo si presenta come un assieme compatto. Mentre la serie 1N4007 è affidabile nel funzionamento, l'assieme MS250 consente di risparmiare peso e ingombro. Nonostante ciò, la domanda per la serie 1N4007 rimane forte poiché il prezzo è scesoche è determinato principalmente dal costo dei cavi di rame.

La tecnologia di produzione dei ponti a diodi della serie MS continua. Ora tutti e 4 i cristalli del ponte sono installati insieme, il che aumenta la sua resistenza al calore grazie all'uniformità dei parametri.

L'affidabilità dei raddrizzatori diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. Questo problema viene risolto dalla serie B250S2A, che ha una potenza nominale di 2,3 A e supera 0,7 A a 125°C.

La maggior parte dei produttori acquista diodi e poi assembla i raddrizzatori finiti. Diotec si occupa dell'intero ciclo produttivo, dalla lavorazione del cristallo all'assemblaggio e confezionamento.

Un' altra azienda globale leader - IRF - dispone di tecnologie uniche per ridurre le dimensioni delle parti, migliorare il trasferimento di calore e aumentare l'efficienza della tecnologia dei semiconduttori. È l'unico a produrre componenti per l'intero ciclo di conversione dell'energia.

Conclusione

Il circuito del ponte a diodi raddrizzatori è utilizzato in tutte le apparecchiature elettroniche. Dovrebbero essere utilizzati raddrizzatori a onda intera, le cui caratteristiche sono molto migliori di quelle a onda singola. Puoi verificarne uno tu stesso facendo squillare ogni diodo.