อุปกรณ์ หลักการทำงานและไดอะแกรมของวงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

กระแสสลับจะถูกแปลงเป็นจังหวะคงที่โดยใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์พิเศษ - ไดโอดบริดจ์ วงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์แบ่งออกเป็น 2 รุ่น: เฟสเดียวและสามเฟส

ในการทำงานของวงจรเรียงกระแส องค์ประกอบหลักคือไดโอด โครงสร้างเป็นแผ่นคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการนำไฟฟ้าต่างกันสองโซน คุณลักษณะหนึ่งคือการส่งกระแสไฟฟ้าทางเดียว ขึ้นอยู่กับทิศทางของการไหล

การออกแบบและการทำงานของวงจรเรียงกระแสไดโอดนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของจุดเชื่อมต่อ p-n ระหว่างโซนเซมิคอนดักเตอร์ ความต้านทานขึ้นอยู่กับขั้วของแรงดันไฟฟ้าภายนอก ในกรณีหนึ่งมีขนาดใหญ่ อีกกรณีหนึ่งไม่มีนัยสำคัญ

สะพานไดโอดเฟสเดียว

เมื่ออินพุทเป็นแรงดันไซน์แบบสลับกัน ในแต่ละครึ่งรอบ กระแสจะไหลผ่านไดโอดคู่หนึ่งและอีกคู่ปิด เป็นผลให้ที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์แรงดันไฟฟ้าเป็นจังหวะซึ่งมีความถี่เป็นสองเท่าของอินพุต

วงจรสะพานสามเฟส

วงจรนี้ใช้วงจรเรียงกระแสแบบฮาล์ฟบริดจ์แบบไดโอด แรงดันไฟขาออกที่นี่ได้รับโดยมีระลอกคลื่นน้อย

วิธีการปรับคลื่นให้เรียบเมื่อแก้ไขแหล่งจ่ายไฟ

คุณภาพของแรงดันที่แก้ไขจะลดลงเมื่อระลอกคลื่นเพิ่มขึ้น เพื่อลดการใช้องค์ประกอบที่สะสมพลังงานเมื่อมันมาจากวงจรเรียงกระแสและแจกให้เมื่อหยุดจ่าย

ในวงจรไดโอดบริดจ์ของวงจรเรียงกระแสที่มีตัวเก็บประจุ วงจรหลังจะต่อขนานกับโหลด ความจุของมันถูกเลือกขึ้นอยู่กับกระแสโหลด เมื่อใช้พัลส์ ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จ ระหว่างพัลส์ (เมื่อไม่มี) แรงดันจากพัลส์จะถูกส่งไปยังโหลด

ผลที่ตามมาของการปรับให้เรียบ แรงดันเอาต์พุตของตัวกรองจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและเข้าใกล้แอมพลิจูดของค่าที่แก้ไข

ไม่สามารถรับแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่เอาต์พุตของตัวกรองได้เนื่องจากการคายประจุของตัวเก็บประจุระหว่างพัลส์ โดยปกติระลอกคลื่นดังกล่าวเป็นที่ยอมรับ สามารถลดได้โดยการเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุ

หากใช้ตัวเหนี่ยวนำสำหรับการปรับให้เรียบ จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด วงจรกรองแบบรวมประกอบด้วยโช้กและตัวเก็บประจุ

การออกแบบไดโอดบริดจ์

อุปกรณ์บริดจ์ที่ง่ายที่สุดดำเนินการโดยการบัดกรีไดโอดแต่ละตัว ในอุตสาหกรรมมีการผลิตโครงสร้างเสาหินซึ่งน้อยกว่าขนาดและราคาถูกกว่า นอกจากนี้ยังมีการเลือกไดโอดที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันซึ่งช่วยให้ทำงานกับความร้อนเท่ากันได้ สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของวงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์

ข้อดีของไดโอดบริดจ์จากแต่ละองค์ประกอบคือความเป็นไปได้ของการซ่อมแซมเมื่อหนึ่งในนั้นล้มเหลว ต้องเปลี่ยนชุดประกอบทั้งหมด ความผิดปกติในนั้นไม่ค่อยเกิดขึ้นเนื่องจากองค์ประกอบถูกเลือกอย่างถูกต้อง

วงจรเรียงกระแสกำลัง

อุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟสูงมักจะใช้ไฟ 220 โวลต์ อุปกรณ์ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็ก และกระแสไฟคงที่ จากนั้นใช้อะแดปเตอร์เครือข่าย

แรงดันไฟฟ้าลดลงโดยหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งยังสร้างการแยกทางไฟฟ้าระหว่างวงจรจ่ายไฟหลักและรอง ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตและปกป้องอุปกรณ์หากเกิดการลัดวงจรในวงจร

อแดปเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ทำงานตามวงจรแบบไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าแบบง่ายโดยไม่มีการแยกด้วยไฟฟ้า ซึ่งตัวเก็บประจุจะดูดซับแรงดันไฟส่วนเกิน

วงจรบริดจ์ไดโอด 12 โวลต์: คำแนะนำและการประกอบ

แหล่งจ่ายไฟประกอบด้วยสองโมดูล โดยที่อันแรกเป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ และอันที่สองคือไดโอดบริดจ์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าประเภทหนึ่งเป็นอีกประเภทหนึ่ง

เลือกหม้อแปลงที่เหมาะสม ขดลวดปฐมภูมิตั้งอยู่โดยใช้เครื่องทดสอบ การต่อต้านของเธอควรจะยิ่งใหญ่ที่สุด โดยเสียงเรียกเข้าด้วยมัลติมิเตอร์ในโหมดการวัดความต้านทาน จำเป็นสิ้นสุด จากนั้นจะพบคู่อื่นและทำเครื่องหมาย

220 V จ่ายให้กับขดลวดปฐมภูมิ จากนั้น เครื่องทดสอบจะเปลี่ยนเป็นโหมดการวัดแรงดันไฟ AC และวัดแรงดันไฟบนขดลวดที่เหลือ คุณควรเลือกหรือหมุนหนึ่งอันที่ 10V สิ่งสำคัญคือแรงดันไฟฟ้าไม่ใช่ 12V เพราะหลังจากตัวกรอง capacitive จะเพิ่มขึ้น 18%

หม้อแปลงไฟฟ้าถูกเลือกสำหรับกำลังที่ต้องการ หลังจากนั้นจะหักส่วนต่าง 25%

4 ไดโอดถูกบิดเป็นไดโอดบริดจ์และบัดกรีที่ปลาย จากนั้นจึงเชื่อมต่อวงจร ตัวเก็บประจุไมโครฟารัดขนาด 25 V และ 2200 (อิเล็กโทรไลต์) เชื่อมต่อกับเอาต์พุตและตรวจสอบการทำงาน

วงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์เร็กติไฟเออร์ 24V แบบไม่มีหม้อแปลง

วิทยุสมัครเล่นใช้อุปกรณ์จ่ายไฟต่ำที่ไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างแพร่หลาย

จ่ายไฟ 220V ผ่านตัวเก็บประจุแบบบัลลาสต์ C1 วงจรเรียงกระแสประกอบด้วยไดโอด VD1, VD2 และซีเนอร์ไดโอด VD3, VD4 เพื่อขจัดกระแสไฟกระชากผ่านบริดจ์ มีการติดตั้งตัวต้านทานจำกัดกระแส 50-100 โอห์มในอนุกรมพร้อมกับตัวเก็บประจุเมื่อต่อไฟ หากต้องการคายประจุตัวเก็บประจุเมื่อวงจรไม่ทำงาน ตัวต้านทาน 150-300 kΩ จะต่อขนานกัน

มีการติดตั้งตัวเก็บประจุแบบปรับให้เรียบที่มีความจุ 2,000 ไมโครฟารัดที่เอาต์พุตของวงจร

ไม่มีคัปปลิ้งไฟฟ้าเสี่ยงไฟดูด

แอปพลิเคชัน

แอปพลิเคชั่นบริดจ์ไดโอดกว้างและหลากหลายมาก:

• โคมไฟ (หลอด LED และหลอดฟลูออเรสเซนต์);
• มิเตอร์ไฟฟ้า
• แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• แหล่งจ่ายไฟอุตสาหกรรม ตัวควบคุม และที่ชาร์จ

วิธีเลือกไดโอดสำหรับทำไดโอดบริดจ์

เกณฑ์การคัดเลือกหลักคือแรงดันและกระแสที่ไดโอดไม่ร้อนเกินไป เมื่อเปิดเครื่องโดยตรง แรงดันไฟฟ้าประมาณ 0.6 V จะลดลง เนื่องจากมีความต้านทานภายใน แรงดันย้อนกลับที่ไดโอดสามารถทนต่อได้โดยไม่ต้องเข้าสู่โหมดการสลายทางความร้อนและทางไฟฟ้ามีขีดจำกัด หากได้รับการออกแบบสำหรับ 220 V ให้ใช้ระยะขอบอย่างน้อย 25% แต่ควรใช้ขนาดใหญ่พอที่จะป้องกันไฟกระชากโดยไม่ได้ตั้งใจ

กระแสก็ถ่ายด้วยมาร์จิ้นด้วย มีหม้อน้ำระบายความร้อนให้หากต้องการ

เพื่อตัวเลือกที่ถูกต้อง ให้ใช้ตารางอ้างอิงของไดโอดและไดโอดบริดจ์

ผู้ผลิตสะพานไดโอด

วงจรเรียงกระแสของซีรีย์ 1N4007 และ MS250 ที่ผลิตโดย Diotec นั้นโดดเด่นกว่าองค์ประกอบต่างๆ สำหรับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V ในกรณีแรกวงจรไดโอดบริดจ์ประกอบด้วยไดโอด 4 ตัววางบนแผงวงจรพิมพ์และในวินาทีจะแสดงเป็นชุดประกอบขนาดกะทัดรัด แม้ว่าซีรีส์ 1N4007 จะเชื่อถือได้ในการใช้งาน แต่ชุดประกอบ MS250 ช่วยประหยัดน้ำหนักและรอยเท้า อย่างไรก็ตามความต้องการสำหรับซีรีย์ 1N4007 ยังคงแข็งแกร่งเนื่องจากราคาลดลงซึ่งถูกกำหนดโดยต้นทุนของตะกั่วทองแดงเป็นหลัก

เทคโนโลยีการผลิตของไดโอดบริดจ์ซีรีส์ MS ยังคงดำเนินต่อไป ตอนนี้คริสตัลของสะพานทั้ง 4 อันถูกติดตั้งเข้าด้วยกัน ซึ่งเพิ่มความต้านทานความร้อนเนื่องจากความสม่ำเสมอของพารามิเตอร์

ความน่าเชื่อถือของวงจรเรียงกระแสลดลงเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้น ปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยซีรีส์ B250S2A ซึ่งได้รับการจัดอันดับที่ 2.3A และผ่าน 0.7A ที่ 125 °C

ผู้ผลิตส่วนใหญ่ซื้อไดโอดแล้วประกอบวงจรเรียงกระแสที่เสร็จแล้ว Diotec จัดการวงจรการผลิตทั้งหมด ตั้งแต่การผลิตคริสตัลไปจนถึงการประกอบและบรรจุภัณฑ์

บริษัทชั้นนำระดับโลกอีกแห่ง - IRF - มีเทคโนโลยีเฉพาะตัวในการลดขนาดของชิ้นส่วน ปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน และเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ เป็นส่วนประกอบเดียวที่ผลิตส่วนประกอบสำหรับวงจรการแปลงพลังงานทั้งหมด

สรุป

วงจรเรียงกระแสไดโอดบริดจ์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด ควรใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นซึ่งมีคุณลักษณะที่ดีกว่าวงจรเรียงกระแสแบบคลื่นเดี่ยว คุณสามารถตรวจสอบได้ด้วยตัวเองโดยการเรียกไดโอดแต่ละตัว