Назначение и нюансы изготовления диодного моста в сварочном аппарате

Принцип работы выпрямительных мостов

im474-640px-Diodebridge2-3.svg.pngРисунок 5. Направление тока и открытые диоды при выпрямлении обеих полуволн входного напряжения.

Рисунок 6. Анимация принципа работы моста Гретца. im224-320px-Rectified_waves-ru.svg.pngРисунок 7. Форма выходных напряжений без сглаживающего фильтра при однополупериодном и двухполупериодном однофазном выпрямлении.

Однофазный мост (схема Гретца)

На вход (<math><semantics><mrow><mstyle><mo>∼</mo><mi>U</mi></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle sim U}</annotation></semantics></math>

Рисунок 8. Электрическая схема трёхфазного моста с источником переменного напряжения, включенного по схеме «звезда».Рисунок 9. Частота основной гармоники пульсаций выпрямленного напряжения моста Ларионова в 6 раз выше частоты питающего напряжения. На рисунке для сравнения показано выпрямленное трёхфазное напряжение однополупериодным трёхфазным выпрямителем у которого частота пульсаций равна утроенному значению частоты питающего напряжения.Основная статья: Трёхфазный выпрямитель

В этой схеме (рисунок 8) при изменении фазных напряжений открываются последовательно по паре диодов — один из верхней по рисунку 8 группы и один — из нижней.

Так как диоды открываются как на верхней части синусоидального фазного напряжения так и на нижней части этих синусоидальных напряжений трёх фаз, сдвинутых относительно друг друга на 120°, частота пульсаций <math><semantics><mrow><mstyle><msub><mi>f</mi><mrow><mi>p</mi></mrow></msub></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle f_{p}}</annotation></semantics></math>

Рисунок 10. Диодный мост Гретца с ёмкостным фильтром пульсаций. <math><semantics><mrow><mstyle><msub><mi>I</mi><mrow><mi>B</mi></mrow></msub></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle I_{B}}</annotation></semantics></math>Рисунок 11. Управление переменным напряжением с помощью полевого транзистора.

Другое применение — управление переменным напряжением с помощью активного элемента, не допускающего работы при другой полярности приложенного напряжения, например, полевого мощного транзистора с изолированным затвором (рисунок 11). В этой схеме активный прибор включен в диагональ «<math><semantics><mrow><mstyle><mo>+</mo></mstyle></mrow><annotation>{displaystyle +}</annotation></semantics></math>

Внешний вид некоторых однокорпусных мостов

Мосты могут быть собраны из отдельных дискретных диодов и могут быть выполнены в виде однокорпусного изделия (диодные сборки).

Промышленностью выпускается очень широкая номенклатура диодных мостов на разные предельно-допустимые напряжения и токи, в разнообразных корпусах для навесного монтажа и поверхностного монтажа на печатные платы с осевыми и планарными выводами.

Однокорпусное исполнение при обычном применении предпочтительнее — дешевле, меньше по объёму. Диоды в высоковольтных сборках в ней подобраны изготовителем и имеют близкие предельно-допустимые параметры и значение обратного тока и при работе находятся в практически одинаковом тепловом режиме. Кроме того, однокорпусную сборку проще монтировать в устройства.

Недостаток однокорпусного исполнения — при отказе одного из диодов в сборке приходится заменять весь компонент, в мостах из дискретных диодов заменяется только отказавший диод.

При выпрямлении больших токов диоды выделяют много тепла, поэтому в этом случае могут применяться дискретные диоды средней или большой мощности, устанавливаемые на теплоотвод. Также конструкции некоторых мощных диодных сборок предусматривают их установку на теплоотвод.

Назначение выпрямителя

Поскольку генераторы переменного тока более прогрессивны, компактны и ремонтопригодны в сравнении с модификациями тока постоянного, в конструкцию по умолчанию добавлен диодный мост генератора для преобразования переменного тока в постоянный.

diod2-1024x734.jpgРис. 2 Схема подключения блока диодов

Другими словами – без узла выпрямителя электричество будет вырабатываться обмотками генератора, но станет непригодным для бортовой сети и аккумулятора. Лампы фар, обмотки компрессора кондиционера и электрические цепи прочих потребителей перегорят, а двигатель не сможет завестись.

Определение

Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.

Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.

Chto-takoe-diodniy-most-2.jpg

Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.

В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:

  • однофазные;
  • трёхфазные.

Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.

Chto-takoe-diodniy-most-25-1024x444.jpg

Применение

Области применения диодного моста чрезвычайно широки и разнообразны:

  • осветительные приборы (светодиодные и люминесцентные лампы);
  • приборы учета электроэнергии;
  • блоки питания электронной аппаратуры;
  • промышленные блоки питания, управления и зарядные устройства.

1900595.jpg

Как сгладить пульсации при выпрямлении питания?

Качество выпрямленного напряжения снижается с увеличением его пульсации. Чтобы ее уменьшить, применяются элементы, накапливающие энергию при ее поступлении от выпрямителя и отдающие при прекращении ее подачи.

На схеме диодного моста выпрямителя с конденсатором последний подключается параллельно нагрузке. Его емкость подбирается в зависимости от нагрузочного тока. При подаче импульса происходит зарядка конденсатора. Между импульсами (когда их нет) напряжение с него отдается нагрузке.1900592.jpg

В результате сглаживания выходное напряжение фильтра становится больше и приближается к величине амплитуды выпрямленной величины.

Идеальное напряжение на выходе фильтра получить не удается из-за разрядки конденсатора между импульсами. Обычно подобные пульсации допустимы. Их можно уменьшить путем увеличения емкости конденсатора.

Если для сглаживания применяется катушка индуктивности, ее подключают последовательно с нагрузкой. В комбинированные цепи фильтров входят дроссели и конденсаторы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий