Gerät, Funktionsprinzip und Diagramm der Gleichrichterdiodenbrücke

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Wechselstrom wird durch spezielle elektronische Sch altungen - Diodenbrücken - in einen konstanten Puls umgewandelt. Die Gleichrichter-Dioden-Brückensch altung ist in 2 Versionen unterteilt: einphasig und dreiphasig.

Beim Betrieb des Gleichrichters ist das Hauptelement die Diode. Strukturell ist es eine Platte aus einem Halbleiterkristall mit zwei Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit. Eine Besonderheit ist die Einwegübertragung von elektrischem Strom, je nach Flussrichtung.

Das Design und der Betrieb einer Gleichrichterdiode basieren auf den Eigenschaften des p-n-Übergangs zwischen Halbleiterzonen. Sein Widerstand hängt von der Polarität der externen Spannung ab. In einem Fall ist es groß, in dem anderen ist es unbedeutend.

Einphasige Diodenbrücke

Wenn der Eingang eine sinusförmige Wechselspannung ist, fließt der Strom in jeder Halbwelle durch ein Diodenpaar und das andere ist geschlossen. Dadurch wird am Ausgang der Gleichrichter-Dioden-Brückensch altungpulsierende Spannung, deren Frequenz doppelt so hoch ist wie die des Eingangs.

Dreiphasen-Brückensch altung

Diese Sch altung verwendet Dioden-Halbbrückengleichrichter. Die Ausgangsspannung wird hier mit weniger Welligkeit erreicht.

Wie glättet man Welligkeit beim Gleichrichten der Stromversorgung?

Die Qualität der gleichgerichteten Spannung nimmt mit zunehmender Welligkeit ab. Um ihn zu reduzieren, werden Elemente verwendet, die Energie speichern, wenn sie vom Gleichrichter kommt, und sie abgeben, wenn er aufhört zu liefern.

Bei der Diodenbrückensch altung eines Gleichrichters mit einem Kondensator ist dieser parallel zur Last gesch altet. Seine Kapazität wird abhängig vom Laststrom gewählt. Wenn ein Impuls angelegt wird, wird der Kondensator aufgeladen. Zwischen den Impulsen (wenn keine vorhanden sind) wird die Spannung davon an die Last gegeben.

Durch die Glättung wird die Ausgangsspannung des Filters größer und nähert sich der Amplitude des gleichgerichteten Wertes.

Die ideale Spannung am Filterausgang kann aufgrund der Entladung des Kondensators zwischen den Impulsen nicht erreicht werden. Normalerweise sind solche Wellen akzeptabel. Sie können reduziert werden, indem die Kapazität des Kondensators erhöht wird.

Wird zur Glättung eine Induktivität verwendet, wird diese mit der Last in Reihe gesch altet. Kombinierte Filtersch altungen beinh alten Drosseln und Kondensatoren.

Entwürfe von Diodenbrücken

Die einfachste Brückensch altung erfolgt durch Löten einzelner Dioden. In der Industrie werden monolithische Strukturen hergestellt, die weniger sindGrößen und billiger. Außerdem werden darin Dioden mit ähnlichen Eigenschaften ausgewählt, wodurch sie mit der gleichen Erwärmung arbeiten können. Dies verbessert die Zuverlässigkeit der Brückensch altung der Gleichrichterdiode.

Der Vorteil von Diodenbrücken aus einzelnen Elementen ist die Möglichkeit der Reparatur, wenn eines von ihnen ausfällt. Die Baugruppe muss komplett ausgetauscht werden. Fehlfunktionen treten selten auf, da die Elemente richtig ausgewählt sind.

Gleichrichter

Geräte, die viel Strom verbrauchen, werden normalerweise mit 220 V versorgt. Geräte werden nicht direkt angeschlossen, da die Spannung für elektronische Sch altungen klein und der Strom konstant ist. Verwenden Sie dann den Netzwerkadapter.

Die Spannung wird durch einen Transformator reduziert, der auch eine galvanische Trennung zwischen den primären und sekundären Versorgungskreisen herstellt. Dies verringert das Risiko eines Stromschlags und schützt das Gerät bei einem Kurzschluss im Stromkreis.

Moderne Adapter arbeiten in den meisten Fällen nach einer vereinfachten transformatorlosen Sch altung ohne galvanische Trennung, bei der Überspannung vom Kondensator aufgenommen wird.

12-Volt-Dioden-Brückensch altung: Anleitung und Montage

Das Netzteil besteht aus zwei Modulen, wobei das erste ein Abwärtstransformator und das zweite eine Diodenbrücke ist, die eine Spannungsart in eine andere umwandelt.

Ein geeigneter Trafo ist ausgewählt. Die Primärwicklung wird mit einem Tester lokalisiert. Ihr Widerstand sollte am größten sein. Durch Klingeln mit einem Multimeter im Widerstandsmessmodus das Notwendigeendet. Dann werden andere Paare gefunden und Markierungen gemacht.

Die Primärwicklung wird mit 220 V versorgt, dann wird der Tester in den Wechselspannungsmessmodus gesch altet und die Spannung an den restlichen Wicklungen gemessen. Wählen oder wickeln Sie eine mit 10 V. Wichtig ist, dass die Spannung nicht 12 V beträgt, da sie nach dem kapazitiven Filter um 18 % ansteigt.

Der Transformator wird für die erforderliche Leistung ausgewählt, danach wird eine Spanne von 25 % genommen.

4 Dioden werden zu einer Diodenbrücke verdrillt und die Enden verlötet. Dann wird die Sch altung angeschlossen, ein 25 V und 2200 Mikrofarad Kondensator (Elektrolyt) wird an den Ausgang angeschlossen und auf Funktion geprüft.

Transformatorlose 24V Gleichrichter Diodenbrückensch altung

In der Amateurfunkpraxis sind übertragerlose Netzteile mit kleiner Leistung weit verbreitet.

220V-Stromversorgung erfolgt über den Ballastkondensator C1. Der Gleichrichter besteht aus Dioden VD1, VD2 und Zenerdioden VD3, VD4. Um Stromstöße durch die Brücke zu eliminieren, wird ein 50-100-Ohm-Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit dem Kondensator installiert, wenn die Stromversorgung angeschlossen ist. Um den Kondensator zu entladen, wenn die Sch altung nicht arbeitet, wird ihm ein Widerstand von 150-300 kΩ parallel gesch altet.

Am Ausgang der Sch altung ist ein Glättungskondensator mit einer Kapazität von 2000 Mikrofarad eingebaut.

Fehlende galvanische Kopplung führt zu Stromschlaggefahr.

Bewerbung

Diodenbrückenanwendungenextrem breit und abwechslungsreich:

• Beleuchtungskörper (LED und Leuchtstofflampen);
• Stromzähler;
• Netzteile für elektronische Geräte;
• industrielle Netzteile, Steuerungen und Ladegeräte.

Wie wählt man Dioden für eine Diodenbrücke aus?

Die wichtigsten Auswahlkriterien sind die Spannung und der Strom, bei denen die Diode nicht überhitzt. Beim direkten Einsch alten fällt an ihm eine Spannung von ca. 0,6 V ab, da er einen Innenwiderstand hat. Die Sperrspannung, der die Diode widerstehen kann, ohne in den thermischen und elektrischen Durchbruchmodus zu gelangen, hat eine bestimmte Grenze. Wenn es für 220 V ausgelegt ist, wird eine Marge von mindestens 25 % genommen. Aber es ist besser, es groß genug zu nehmen, um es vor versehentlichen Überspannungen zu schützen.

Der Strom wird auch mit einem Rand genommen. Bei Bedarf wird ein Kühlradiator zur Verfügung gestellt.

Verwenden Sie für die richtige Auswahl die Referenztabelle der Dioden und Diodenbrücken.

Hersteller von Diodenbrücken

Unter den Elementen für Beleuchtungsgeräte stechen die von Diotec hergestellten Gleichrichter der Serien 1N4007 und MS250 hervor. Sie sind für Spannungen bis 1000 V ausgelegt. Im ersten Fall besteht die Diodenbrückensch altung aus 4 Dioden, die auf einer Leiterplatte platziert sind, und im zweiten Fall als kompakte Baugruppe. Während die Serie 1N4007 zuverlässig im Betrieb ist, spart die MS250-Baugruppe Gewicht und Stellfläche. Trotzdem bleibt die Nachfrage nach der 1N4007-Serie stark, da der Preis gefallen istdie hauptsächlich durch die Kosten der Kupferleitungen bestimmt wird.

Die Herstellungstechnologie der Diodenbrücken der MS-Serie wird fortgesetzt. Nun werden alle 4 Kristalle der Brücke zusammen verbaut, was durch die Gleichmäßigkeit der Parameter ihre Hitzebeständigkeit erhöht.

Die Zuverlässigkeit von Gleichrichtern nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Dieses Problem wird durch die B250S2A-Serie gelöst, die für 2,3 A ausgelegt ist und 0,7 A bei 125 °C durchläuft.

Die meisten Hersteller kaufen Dioden und bauen dann fertige Gleichrichter zusammen. Diotec übernimmt den gesamten Produktionszyklus, von der Kristallherstellung bis zur Montage und Verpackung.

Ein weiteres führendes globales Unternehmen - IRF - verfügt über einzigartige Technologien zur Reduzierung der Abmessungen von Teilen, zur Verbesserung der Wärmeübertragung und zur Steigerung der Effizienz der Halbleitertechnologie. Es ist das einzige Unternehmen, das Komponenten für den gesamten Energieumwandlungszyklus herstellt.

Schlussfolgerung

Die Gleichrichter-Dioden-Brückensch altung wird in allen elektronischen Geräten verwendet. Es sollten Vollweggleichrichter verwendet werden, deren Eigenschaften viel besser sind als Einweggleichrichter. Sie können sie selbst überprüfen, indem Sie jede Diode klingeln lassen.