Perangkat, prinsip operasi dan diagram jembatan dioda penyearah

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Arus listrik bolak-balik diubah menjadi denyut konstan melalui penggunaan sirkuit elektronik khusus - jembatan dioda. Rangkaian jembatan dioda penyearah dibagi menjadi 2 versi: fase tunggal dan fase tiga.

Dalam pengoperasian penyearah, elemen utama adalah dioda. Secara struktural, itu adalah pelat kristal semikonduktor dengan dua zona konduktivitas yang berbeda. Fiturnya adalah transmisi arus listrik satu arah, tergantung pada arah alirannya.

Desain dan pengoperasian dioda penyearah didasarkan pada fitur sambungan p-n antara zona semikonduktor. Resistansinya tergantung pada polaritas tegangan eksternal. Dalam satu kasus besar, yang lain tidak signifikan.

Jembatan dioda satu fasa

Ketika inputnya adalah tegangan sinusoidal bolak-balik, di setiap setengah siklus, arus melewati satu pasang dioda, dan yang lainnya ditutup. Akibatnya, pada output dari rangkaian jembatan dioda penyearah,tegangan berdenyut, frekuensinya dua kali lipat dari input.

Sirkuit jembatan tiga fase

Rangkaian ini menggunakan penyearah setengah jembatan dioda. Tegangan keluaran di sini diperoleh dengan lebih sedikit riak.

Bagaimana cara menghaluskan riak saat meluruskan catu daya?

Kualitas tegangan yang diperbaiki menurun seiring dengan peningkatan riaknya. Untuk menguranginya, digunakan elemen yang mengakumulasi energi ketika datang dari penyearah dan memberikannya ketika berhenti memasok.

Dalam rangkaian jembatan dioda penyearah dengan kapasitor, yang terakhir dihubungkan secara paralel dengan beban. Kapasitasnya dipilih tergantung pada arus beban. Ketika pulsa diterapkan, kapasitor diisi. Di antara pulsa (bila tidak ada), tegangan darinya diberikan ke beban.

Sebagai hasil dari pemulusan, tegangan keluaran filter menjadi lebih besar dan mendekati amplitudo nilai yang diperbaiki.

Tegangan ideal pada keluaran filter tidak dapat diperoleh karena pelepasan kapasitor di antara pulsa. Biasanya riak seperti itu dapat diterima. Mereka dapat dikurangi dengan meningkatkan kapasitansi kapasitor.

Jika sebuah induktor digunakan untuk menghaluskan, induktor tersebut dihubungkan secara seri dengan beban. Rangkaian filter gabungan termasuk choke dan kapasitor.

Desain jembatan dioda

Perangkat jembatan paling sederhana dilakukan dengan menyolder dioda individu. Dalam industri, struktur monolitik diproduksi, yang lebih sedikitukuran dan lebih murah. Selain itu, dioda dengan karakteristik serupa dipilih di dalamnya, yang memungkinkan mereka untuk bekerja dengan pemanasan yang sama. Ini meningkatkan keandalan rangkaian jembatan dioda penyearah.

Keuntungan jembatan dioda dari elemen individu adalah kemungkinan perbaikan ketika salah satu dari mereka gagal. Rakitan harus diganti sepenuhnya. Malfungsi di dalamnya jarang terjadi, karena elemen dipilih dengan benar.

Penyearah Daya

Perangkat yang mengkonsumsi arus tinggi biasanya dialiri daya 220 V. Perangkat tidak terhubung secara langsung, karena tegangan untuk rangkaian elektronik kecil, dan arusnya konstan. Kemudian gunakan adaptor jaringan.

Tegangan dikurangi oleh transformator, yang juga menciptakan isolasi galvanik antara sirkuit suplai primer dan sekunder. Ini mengurangi risiko sengatan listrik dan melindungi peralatan jika terjadi korsleting di sirkuit.

Adaptor modern dalam banyak kasus bekerja sesuai dengan rangkaian tanpa trafo yang disederhanakan tanpa isolasi galvanik, di mana kelebihan tegangan diserap oleh kapasitor.

12 volt rangkaian jembatan dioda: instruksi dan perakitan

Power supply terdiri dari dua modul, di mana yang pertama adalah transformator step-down, dan yang kedua adalah jembatan dioda yang mengubah satu jenis tegangan ke tegangan lainnya.

Transformator yang sesuai dipilih. Gulungan primer terletak menggunakan tester. Perlawanannya harus yang terbesar. Dengan berdering dengan multimeter dalam mode pengukuran resistansi, yang diperlukanberakhir. Kemudian pasangan lain ditemukan dan diberi tanda.

220 V disuplai ke belitan primer. Kemudian tester dialihkan ke mode pengukuran tegangan AC dan tegangan pada belitan yang tersisa diukur. Anda harus memilih atau melilitkan yang 10V. Yang penting tegangannya bukan 12V, karena setelah filter kapasitif naik 18%.

Transformator dipilih untuk daya yang diperlukan, setelah itu diambil margin 25%.

Dioda 4 dipilin menjadi jembatan dioda dan ujungnya disolder. Kemudian rangkaian terhubung, kapasitor 25 V dan 2200 mikrofarad (elektrolit) terhubung ke output dan diperiksa dalam operasi.

Rangkaian jembatan dioda penyearah 24V tanpa transformator

Dalam praktik radio amatir, catu daya berdaya rendah tanpa transformator banyak digunakan.

220V daya disuplai melalui kapasitor pemberat C1. Penyearah terdiri dari dioda VD1, VD2 dan dioda zener VD3, VD4. Untuk menghilangkan lonjakan arus melalui jembatan, resistor pembatas arus 50-100 ohm dipasang secara seri dengan kapasitor ketika daya terhubung. Untuk melepaskan kapasitor saat rangkaian tidak bekerja, resistor 150-300 kΩ dihubungkan secara paralel.

Sebuah kapasitor penghalus dengan kapasitas 2000 mikrofarad dipasang pada keluaran rangkaian.

Kurangnya kopling galvanik menimbulkan risiko sengatan listrik.

Aplikasi

Aplikasi jembatan diodasangat luas dan bervariasi:

• perlengkapan penerangan (lampu LED dan fluorescent);
• meteran listrik;
• catu daya untuk peralatan elektronik;
• catu daya, kontrol, dan pengisi daya industri.

Bagaimana memilih dioda untuk membuat jembatan dioda?

Kriteria pemilihan utama adalah tegangan dan arus di mana dioda tidak terlalu panas. Ketika dihidupkan secara langsung, tegangan sekitar 0,6 V turun di atasnya, karena memiliki hambatan internal. Tegangan balik yang dapat ditahan dioda tanpa memasuki mode kerusakan termal dan listrik memiliki batas tertentu. Jika dirancang untuk 220 V, maka diambil margin minimal 25%. Tetapi lebih baik untuk membawanya cukup besar untuk melindungi dari lonjakan listrik yang tidak disengaja.

Arus juga diambil dengan margin. Radiator pendingin disediakan jika diperlukan.

Untuk pilihan yang tepat, gunakan tabel referensi dioda dan jembatan dioda.

Produsen jembatan dioda

Di antara elemen untuk peralatan pencahayaan, penyearah seri 1N4007 dan MS250 yang diproduksi oleh Diotec menonjol. Mereka dirancang untuk tegangan hingga 1000 V. Dalam kasus pertama, rangkaian jembatan dioda terdiri dari 4 dioda yang ditempatkan pada papan sirkuit tercetak, dan yang kedua disajikan sebagai rakitan yang ringkas. Sementara seri 1N4007 dapat diandalkan dalam pengoperasiannya, rakitan MS250 menghemat berat dan jejak. Meskipun demikian, permintaan untuk seri 1N4007 tetap kuat karena harganya telah turunyang ditentukan terutama oleh biaya timah tembaga.

Teknologi pembuatan jembatan dioda seri MS berlanjut. Sekarang semua 4 kristal jembatan dipasang bersama, yang meningkatkan ketahanan panasnya karena keseragaman parameter.

Keandalan penyearah menurun seiring dengan naiknya suhu sekitar. Masalah ini diselesaikan dengan seri B250S2A, yang memiliki rating 2,3A dan lolos 0,7A pada 125°C.

Kebanyakan produsen membeli dioda dan kemudian merakit penyearah yang sudah jadi. Diotec menangani seluruh siklus produksi, mulai dari pembuatan kristal hingga perakitan dan pengemasan.

Perusahaan global terkemuka lainnya - IRF - memiliki teknologi unik untuk mengurangi dimensi suku cadang, meningkatkan perpindahan panas, dan meningkatkan efisiensi teknologi semikonduktor. Ini adalah satu-satunya komponen yang memproduksi untuk seluruh siklus konversi energi.

Kesimpulan

Rangkaian jembatan dioda penyearah digunakan di semua peralatan elektronik. Penyearah gelombang penuh harus digunakan, yang karakteristiknya jauh lebih baik daripada penyearah gelombang tunggal. Anda dapat memeriksanya sendiri dengan membunyikan setiap dioda.