Какое падение напряжения на диодном мосте?

Какое падение напряжения на диодном мосте?

Что такое диодный мост

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате.

Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах.

В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону.

Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием.

При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны.

Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный.

Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

  • меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
  • упрощению работы сборщика схемы;
  • единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

  • маломощные – до 300 мА;
  • средней мощности – от 300 мА до 10 А;
  • высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

  • на плату попала жидкость;
  • грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
  • изменение положения полюсов контактов на АКБ.

Другие материалы по теме

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Как работает диодный мост для чайников

Несмотря на то что в бытовых розетках, как известно, присутствует переменное напряжение величиной 220 В, подавляющее большинство электронных приборов требует намного меньших значений. Более того, это питание должно осуществляться не переменным, а постоянным током. Именно поэтому практически каждый бытовой прибор имеет в составе своей схемы выпрямитель — диодный мост.

Постоянный и переменный ток

Из учебного курса физики все знают, что электрический ток подразумевает протекание электрического заряда из одного проводника в другой. В отличие от постоянного тока, который действительно идет в одном направлении (от минуса к плюсу), переменный течет сначала в одну сторону, а затем — в другую. Если подключить к розетке осциллограф, можно получить схематическое изображение такого движения тока.

На рисунке представлена осциллограмма переменного тока, где по оси абсцисс показано время, а по оси ординат — напряжение. Из графика хорошо видно, что напряжение плавно нарастает до величины 220 В, потом уменьшается до нуля и нарастает до той же величины, но с противоположным знаком. Иными словами, напряжение в розетке постоянно меняет знак со скоростью 50 раз в секунду.

Для сравнения можно подключить щупы осциллографа к источнику постоянного тока. В качестве него могут использоваться клеммы батарейки. В этом случае картина будет несколько иная.

Осциллограмма постоянного тока, показанная на изображении, наглядно демонстрирует, как на протяжении всего времени напряжение на клеммах имеет постоянную величину. При замыкании цепи ток будет течь в одну сторону.

Особенности видов напряжения

Возникает закономерный вопрос о том, зачем в розетках используется переменный ток, если подавляющее большинство электронной аппаратуры питается постоянным током. Дело в том, что для питания узлов той или иной аппаратуры требуются напряжения разной величины. Процессор компьютера, например, питается 3 В, а мобильный телефон требует для своей зарядки целых 5 В. Усилителю музыкального центра нужно уже около 25 В.

Постоянное напряжение достаточно сложно трансформировать из одной величины в другую, а вот переменное — запросто. Для этого служат, к примеру, трансформаторы. Некоторые важные силовые узлы, такие как двигатели, все же нуждаются в переменном напряжении. Поэтому промышленные генераторы, питающие бытовые розетки, вырабатывают его до общепринятой величины (например, 220 В), а каждый прибор уже на месте получает из него то, что ему требуется.

Выпрямление электроэнергии

До конца XIX века преобразование переменного напряжения в постоянное было проблемой. С изобретением диода — сначала вакуумного, а позже и полупроводникового — ситуация в корне изменилась. Благодаря своим уникальным свойствам, диод отлично различает полярность и позволяет легко сортировать токи с нужным направлением. Сначала для этих целей использовались отдельные диоды, позже появились диодные мосты, обеспечивающие высокое качество выпрямления.

Выпрямитель на одном диоде

Диод проводит ток только в одном направлении, именно поэтому его и называют полупроводниковым прибором. Если к катоду устройства подключить плюс источника напряжения, а к аноду — минус, диод будет вести себя как обычный проводник. Если полярность изменить, то прибор закроется и превратится в диэлектрик. Для ответа на вопрос о том, что это даёт, придется собрать простейшую схему и снова вооружиться осциллографом.

На схеме изображена работа полупроводникового диода в цепи переменного тока. Осциллограмма слева показывает картину на выходе трансформатора — обычный переменный ток. После диода всё существенно меняется — на графике исчезает отрицательная полуволна переменного напряжения. Ток еще не стал постоянным, но он уже не переменный — движения электрического заряда в обратном направлении нет. Такой род тока принято называть пульсирующим. Им еще нельзя питать электронику, но изменения налицо. Остаётся сгладить пики импульсов. Это делают с помощью конденсаторов.

Читайте также  Стабилизатор напряжения однофазный для квартиры

На схеме представлен однополупериодный выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Во время положительного импульса напряжение не только питает нагрузку, но и одновременно заряжает конденсатор. Когда импульс заканчивается, конденсатор отдает накопленную энергию, сглаживая скачки напряжения.

Чем выше емкость конденсатора, тем больше энергии он сможет запасти, и тем больше напряжение будет походить на постоянное.

Двухполупериодный прибор

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в преобразовании переменного тока в постоянный предыдущим экспериментом, результат ещё далек от идеала. Дело в том, что частота переменного тока довольно низкая (50 Гц), а навешивание сглаживающих конденсаторов имеет свои ограничения. Для того чтобы существенно улучшить форму выходного сигнала, нужно увеличить частоту.

Однако в розетках она строго фиксирована и не зависит от внешних факторов. Отрицательная полуволна напряжения срезается диодом. Поменять её полярность совсем несложно — достаточно лишь добавить несколько диодов, собрав мостовую схему. На рисунке представлен двухполупериодный выпрямитель на четырёх диодах, объясняющий то, как работает диодный мост:

Как проверить диодный мост на исправность?

Современные бытовые приборы и различные устройства содержат огромное количество радиоэлементов, которые обеспечивают их исправную работу и комфортное существование обывателей. Однако вся техника, эксплуатируемая человеком, иногда выходит со строя и во время ее ремонта приходится проверять состояние радиодеталей.

Одной из наиболее распространенных составляющих, которую вы можете испытать на исправность самостоятельно, является диодный мост. В виду конструктивных особенностей многие новички сталкиваются с рядом сложностей, поэтому будет целесообразно детально разобраться, как проверить диодный мост на исправность.

О диодных мостах

Прежде чем разбираться в способах проверки диодных мостов на исправность, вам нужно как следует изучить общую информацию об устройстве и принципе его работы. Наиболее простой вариант, с практической точки зрения, это четыре выпрямительных диода спаянные в единую схему. Более сложным с точки зрения диагностики является диодная сборка – заводской четырехполюсник, внутри которого набраны четыре полупроводниковых элемента. Но, схематическая реализация и первого, и второго варианта происходит одинаково, принципиальная схема обоих диодных мостов приведена на рисунке ниже:

Рис. 1. Принципиальная схема диодного моста

Как видите, в диоды собираются в мост по такому принципу, в одной точке подключатся катоды двух соседних диодов, а в другой, аноды соседних диодов, с каждого из них снимается полуволна отрицательной или положительной части синусоиды на входе. Другие две точки, имеющие и анодный и катодный вывод диода, предназначены для подачи переменного напряжения. На электрической схеме или непосредственно на диодном мосте выводы переменного напряжения обозначаются буквенной маркировкой AC или значком «

», а положительный и отрицательный вывод постоянного напряжения «+» и «– » соответственно.

Ищем диодный мост на плате

Проверять можно как установленный на плате диодный мост, так и выпаянный из нее, второй вариант считается более точным, поскольку на проверку не влияют другие элементы цепи, но следует помнить, что некоторые методы проверки можно реализовать только в рабочем устройстве. Если конструкция прибора довольно сложная или плата переполнена деталями, диодный мост целесообразно искать в таких локациях:

  • в блоках питания;
  • во вторичных цепях трансформаторов;
  • на выходе генераторов;
  • перед аккумуляторными батареями.

После обнаружения диодного моста, необходимо осмотреть его корпус или каждый диод в отдельности. Опытный электрик для себя автоматически заметит расположение вводов, но если вам сложно ориентироваться на память, можете нарисовать схему применительно к вашей ситуации. На такой схеме нужно отобразить плюсовую клемму и отрицательную клемму, клеммы ввода переменного напряжения.

Также следует отметить, что неисправность может заключаться не только в диодных мостах, поэтому при обследовании стоит внимательно осматривать все элементы и детали, а при проверке не исключать целостности объекта.

Проверка индикаторной отверткой

Это наиболее простой вариант опробования, который даст обще представление о состоянии диодного моста и всей схемы в целом. Для работы вам понадобится только индикатор, вся процедура выполняется под напряжением, поэтому следует соблюдать предельную осторожность:

  • Коснитесь жалом отвертки поочередно к каждому выводу переменного напряжения AC диодного моста. Если лампочка не горит, то это свидетельствует о неисправности цепи до диодного моста – обрыве обмотки, поломке зарядного устройства и т.д. Если же лампочка горит, значит напряжение на мост поступает нормально.

Рис. 2. Опробование индикаторной отверткой

  • Также коснитесь отверткой к плюсу клеммы – если лампочка загорится, то диодный мост нормально пропускает положительные полупериоды, соответственно, на этом выводе присутствует потенциал. Если не горит, присутствует повреждение диодного моста.
  • Ту же процедуру повторите с минусовой клеммой. Обязательно разделяйте проверку на оба вывода выпрямительного блока, так как неисправность может присутствовать в любом диоде и в любой ветви.

Как видите, в данном примере была использована отвертка с изолированным стержнем. Это связанно с необходимостью выполнять работу под напряжением, кода вы можете перекрыть металлической деталью разные части электроустановки, что повлечет за собой крайне неприятные последствия. Существенным недостатком метода является его низкая информативность и ограничение по величине рабочего напряжения — так как индикатор рассчитан на номинал 220 В, то использовать его для низковольтных цепей не получится.

С помощью лампочки и батарейки

Довольно простым способом, позволяющим проверить диодный мост, является использование батарейки и электрической лампочки, которые практически каждый может найти у себя дома. Этот метод не сложнее предыдущего, лампа выступает в роли контрольки, а батарейка в качестве источника питания пониженным напряжением. Батарейку подбирают в соответствии с параметрами самого диода. Для проверки исправности необходимо разделить диоды из моста по отдельности и собрать несложную схему:

Рис. 3. Схема проверки лампочкой и батарейкой

Как видите, вам нужно собрать последовательное соединение от контактов лампочки к батарейке и самому диоду.

  1. Первый этап – правильное соединение, когда плюс батарейки подключается к положительной пластине выпрямителя, а минус аккумулятора на отрицательную пластину выпрямителя. Если диод исправен, то в цепи будет протекать ток и лампочка загорится.
  2. Второй этап заключается в переворачивании диода, когда на минусовую пластину подключится положительный вывод выпрямителя, а на плюсовую отрицательный.

Обратная схема проверки лампочкой и батарейкой

При исправном диоде ток протекать не будет, и лампочка не загорится. С практической точки зрения можно не искать батарейку, а обойтись любыми подручными источниками питания, чей номинал сопоставим с номиналом диодного моста и каждого элемента. К примеру, в гараже можно подключиться к автомобильному генератору или клеммам аккумулятора.

Методика проверки мультиметром

Наиболее информативной является полная проверка диодного моста. Для ее реализации вам понадобится мультиметр, тестер или Цешка – любой из этих приборов в равной мере подойдет для измерений.

Выполните такую последовательность действий:

Время затраченное на проверку: 10 минут

Определите назначение выводов.

Метод универсальный, поэтому вы можете проверить как диодный выпрямитель в сборке, так и конструкцию из отдельных деталей, не разбирая их.

Установите щупы мультиметра.

Установите щупы мультиметра в соответствующие разъемы на приборе, соблюдая цветовую маркировку (черный – минус, красный — плюс). Переключатель выведите в режим прозвонки.

Используйте минусовый щуп мультиметра.

Подведите минусовый щуп мультиметра к плюсу диодного моста, а положительный поочередно к каждому из выводов переменного напряжения.

В результате прикосновения на табло мультиметра должно отображаться напряжение открытия диодов, в обеих точках это измеримая величина одинаковая для каждого измерения. В противном случае, сборка неисправна.

Поменяйте щупы тестера местами.

Далее необходимо поменять щупы тестера местами – красный установите на плюс, а черным попеременно касайтесь выводов для переменного напряжения.

На табло будет отображаться единица, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении – при обратной полярности диоды остаются закрытыми. В противном случае, если отображается какое-то напряжение, мост пробит.

Используйте плюсовой щуп мультиметра.

Коснитесь плюсовым щупом мультиметра отрицательного вывода диодного моста, а минусовым щупом по очереди переменных выводов. В обоих случаях на табло должно отображаться падение напряжения.

Используйте черный щуп.

Установите черный щуп на отрицательный контакт сборки, а красный подводите к переменным выводам. В обеих позициях на мультиметре должна быть единица, в противном случае, элемент пробит.

Видео по теме

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

От энергоснабжающей организации до потребителей доставляется переменное напряжение. Это связано с особенностями транспортировки электроэнергии. Но большая часть бытовых (и, частично, производственных) электроприемников требует питания постоянным напряжением. Для его получения требуются преобразователи. Во многих случаях их строят по схеме «понижающий трансформатор – выпрямитель – сглаживающий фильтр» (за исключением импульсных блоков питания). В качестве выпрямителя используются диоды, включенные по мостовой схеме.

Для чего нужен диодный мост и как он работает

Диодный мост используется в качестве схемы выпрямления, преобразующей переменное напряжение в постоянное. Принцип его действия основан на односторонней проводимости — свойстве полупроводникового диода пропускать ток только в одном направлении. Простейшим выпрямителем может служить и одиночный диод.

При подобном включении нижняя (отрицательная) часть синусоиды «срезается». Такой способ имеет недостатки:

  • форма выходного напряжения далека от постоянной, требуется большой и громоздкий конденсатор в качестве сглаживающего фильтра;
  • мощность источника переменного тока используется максимум наполовину.
Читайте также  Почему скачет напряжение в сети?

Ток через нагрузку повторяет форму выходного напряжения. Поэтому лучше использовать двухполупериодный выпрямитель в виде диодного моста. Если включить четыре диода по указанной схеме и подключить нагрузку, то при подаче на вход переменного напряжения блок будет работать так:

При положительном напряжении (верхняя часть синусоиды, красная стрелка) ток пойдет через диод VD2, нагрузку, VD3. При отрицательном (нижняя часть синусоиды, зеленая стрелка) через диод VD4, нагрузку, VD1. В итоге за один период ток дважды проходит через нагрузку в одном направлении.

Форма выходного напряжения гораздо ближе к прямой, хотя уровень пульсаций довольно высок. Мощность источника используется полностью.

Если имеется источник трехфазного напряжения необходимой амплитуды, можно сделать мост по такой схеме:

В нём на нагрузке будут складываться три тока, повторяющие форму выходного напряжения, со сдвигом фаз в 120 градусов:

Выходное напряжение будет огибать верхушки синусоид. Видно, что напряжение пульсирует гораздо меньше, чем в однофазной схеме, его форма более близка к прямой. В этом случае ёмкость сглаживающего фильтра будет минимальной.

И еще один вариант моста – управляемый. В нём два диода заменены тиристорами – электронными приборами, которые открываются при подаче сигнала на управляющий электрод. В открытом виде тиристоры ведут себя практически как обычные диоды. Схема принимает такой вид:

Сигналы включения подаются от схемы управления в согласованные моменты времени, отключение происходит в момент перехода напряжения через ноль. Потом напряжение усредняется на конденсаторе, и этим средним уровнем можно управлять.

Обозначение диодного моста и схема подключения

Так как мост из диодов может быть построен по различным схемам, а элементов в нём содержится немного, то в большинстве случаев обозначение выпрямительного узла производят, просто рисуя его принципиальную схему. Если это неприемлемо – например, в случае построения блок-схемы – то мост указывается в виде символа, которым указывают любой преобразователь переменного напряжения в постоянное:

» означает цепи переменного тока, символ «=» – цепи постоянного тока, а «+» и «-» – выходную полярность.

Если выпрямитель построен по классической мостовой схеме из 4 диодов, то допускается немного упрощенное изображение:

Подключается вход выпрямительного блока к выходным терминалам источника переменного тока (в большинстве случаев им служит понижающий трансформатор) без соблюдения полярности – любой выходной вывод подключается к любому входному. Выход моста подключается к нагрузке. Она может требовать соблюдения полюсности (включая стабилизатор, сглаживающий фильтр), а может и не требовать.

Диодный мост может быть подключен к источнику постоянного напряжения. В этом случае получается схема защиты от непреднамеренной переполюсовки – при любом подключении входов моста к выходу блока питания, полярность напряжения на его выходе не изменится.

Основные технические характеристики

При выборе диодов или готового моста в первую очередь надо смотреть на наибольший рабочий прямой ток. Он должен с запасом превышать ток нагрузки. Если эта величина неизвестна, а известна мощность, её надо пересчитать в ток по формуле Iнагр=Pнагр/Uвых. Для увеличения допустимого тока полупроводниковые приборы можно соединять параллельно – наибольший ток нагрузки делится на количество диодов. Диоды в одной ветви моста в этом случае лучше подобрать по близкому значению падения напряжения в открытом состоянии.

Второй важный параметр – прямое напряжение, на которое рассчитан мост или его элементы. Оно не должно быть ниже выходного напряжения источника переменного тока (амплитудного значения!). Для надежной работы устройства надо взять запас в 20-30%. Для увеличения допустимого напряжения диоды можно включать последовательно – в каждое плечо моста.

Этих двух параметров достаточно для предварительного решения об использовании диодов в выпрямительном устройстве, но надо обратить внимание и на некоторые другие характеристики:

  • максимальная рабочая частота – обычно несколько килогерц и для работы на промышленных частотах 50 или 100 Гц значения не имеет, а если диод будет работать в импульсной схеме, этот параметр может стать определяющим;
  • падение напряжения в открытом состоянии у кремниевых диодов составляет около 0,6 В, что неважно для выходного напряжения, например, в 36 В, но может быть критичным при работе ниже 5 В – в этом случае надо выбирать диоды Шоттки, которые характеризуются низким значением этого параметра.

Разновидности диодных мостов и их маркировка

Диодный мост можно собрать на дискретных диодах. Чтобы соблюсти полярность, надо обратить внимание на маркировку. В некоторых случаях метка в виде рисунка нанесена прямо на корпус полупроводникового прибора. Это характерно для изделий отечественного производства.

Зарубежные (и многие современные российские) приборы маркируются точкой или кольцом. В большинстве случаев так обозначается анод, но гарантии нет. Лучше посмотреть справочник или воспользоваться тестером.

Можно сделать мост из сборки – четыре диода объединены в одном корпусе, а соединение выводов можно выполнить внешними проводниками (например, на печатной плате). Схемы сборок могут быть разнообразными, поэтому для правильного соединения надо смотреть даташиты.

Например, у диодной сборки BAV99S, содержащей 4 диода, но имеющей только 6 выводов, внутри имеется два полумоста, соединенных следующим образом (на корпусе около вывода 1 имеется точка):

Чтобы получить полноценный мост, надо соединить внешними проводниками соответствующие выводы (красным показана трассировка дорожек в случае использования печатного монтажа):

В этом случае переменное напряжение подводится к выводам 3 и 6. Положительный полюс постоянного снимается с вывода 5 или 2, а отрицательный – 4 или 1.

И самый простой вариант – это сборка с готовым мостом внутри. Из отечественных изделий это могут быть КЦ402, КЦ405, существуют мосты-сборки зарубежного производства. Маркировка выводов во многих случаях нанесена прямо на корпус, и задача сводится только к корректному выбору по характеристикам и к безошибочному подключению. Если наружного обозначения выводов нет, придется обратиться к справочнику.

Преимущества и недостатки

Преимущества диодного моста общеизвестны:

  • отработанные десятилетиями схемы;
  • простота сборки и подключения;
  • несложная диагностика неисправности и простота ремонта.

В качестве недостатков надо упомянуть рост габаритов и веса схемы при увеличении мощности, а также необходимости использования радиаторов для мощных диодов. Но с этим сделать ничего нельзя – физику не обмануть. Когда эти условия станут неприемлемыми, надо решать вопрос о переходе к импульсной схеме источника питания. Кстати, мостовое включение диодов может быть использовано и в ней.

Также надо отметить форму выходного напряжения, далекую от постоянной. Для работы с потребителями, предъявляющими требования к стабильности питающего напряжения, надо использовать мост совместно со сглаживающими фильтрами, а при необходимости и стабилизаторами на выходе.

Какое падение напряжения на диодном мосте?

Во многих приборах которые работают от сетевого напряжения, присутствует диодный мост.
Почти вся электроника начиная с светодиодной лампочки и заканчивая телевизором и компьютером — все устройства имеют диодный мост в том или ином виде.

Диодный мост, или по другому выпрямитель, необходим для преобразования переменного тока сетевого напряжения в постоянный ток, которым питается вся электроника и преобразователи напряжения различных устройств различной мощности и величины напряжения.
Такие электронные элементы как диодные мосты, очень часто выходят из строя при какой то поломке в схеме, за собой выводя из строя и предохранитель если он есть.

Но как проверить диодный мост чтоб понять следует ли его заменить? Есть несколько способов, давайте рассмотрим некоторые.

Диодные мосты, в схеме, зачастую бывают в двух исполнениях, это может быть диодная сборка в корпусе, а может и состоять из отдельных диодов смонтированных на плате устройства и соединенных между собой медными дорожками.

Диодные мосты, а вернее их сборки могут быть однофазными и трехфазными, а также полупериодными, когда например трансформатор используется с отводом от средней точки.
Но мостом можно назвать именно включение четырех диодов которые соединяются между собой параллельно-последовательным способом.
Переменка от сети подается на два места соединения катода с анодом, ну а постоянный ток снимается с мест соединения одинаковых полюсов (два катода — плюс, а два анода — минус).

Во всех блоках питания, как трансформаторных так и особенно — импульсных стоят диодные мосты, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное.
Разница лишь в том что у импульсных блоках питания, диодная сборка стоит на входе и преобразует сразу сетевое напряжение, а у трансформаторных — после трансформатора. В обоих случаях, после диодного моста стоит конденсатор или несколько конденсаторов, что в общей системе после выпрямления поднимает напряжение на несколько вольт в трансформаторном исполнение, и несколько десятков вольт при выпрямление сетевого напряжения 220 вольт, в этом случае на конденсаторе может быть больше 300 вольт.

Как правило если устройство не работает, то смотрят сначала в блок питания и если он не выдает напряжения на своих выходах то смотрят на предохранитель.
Если предохранитель сгорел то не стоит спешить его заменять и сразу же включать устройство, просто так же он не сгорел.
Скорее всего на плате КЗ и здесь следует заметить что речь идет о импульсных блоках питания, потому как с трансформаторными БП такое редко бывает чтоб предохранитель сгорал.
При сгоревшем предохранителе, следует проверить всю первичную цепь радио элементов на пробой, но мы здесь поговорим о том как проверить диодный мост или диоды которые его представляют, потому как это самая вероятная причина поломки но следует заметить что не всегда единственная.

Читайте также  Как замерить напряжение в розетке мультиметром?

Так же импульсные блоки питания следует проверять и ремонтировать подключая вместо предохранителя лампочку накаливания (где то на 40 — 60 ват). Но у меня, например, есть вот такое, простое устройство выполненное в корпусе маленького пластикового щитка с автоматами разных номиналов которые выполняют роль предохранителей, и УЗО — которое защищает от поражения фазой сетевого напряжения, человека во время ремонта.

В устройстве установлено коммутирующее гнездо для подключения внешней лампочки разных мощностей. При ремонтах различных блоков питания и устройств, на практике нужно разной мощности лампочки накаливания.

Суть лампочки состоит в том что если на плате, где то на входе, есть замыкание то через плату потечет высокий ток и лампочка ярко засветится сохранив при этом не сгоревшие еще элементы.
Но если блок питания исправен то лампочка при включение может слегка вспыхнуть, продемонстрировав заряд конденсатора что стоит после диодного моста, и лампочка должна погаснуть.

Но следует помнить что при нагрузке блока питания на мощность выше мощности лампочки, блок питания будет ограничен мощностью лампочки, а сама лампочка будет ярко светится, поэтому для диагностики необходимо иметь несколько лампочек разного номинала, на 25, 60, 100, 150 ватт

Теперь вернемся к наиболее частой, возможно косвенной причине поломок большинства устройств с импульсными блоками питания — к диодному мосту.
Как же проверить исправен ли он и не подлежит ли замене на новый?

Как проверить диодный мост

Радиоэлементы можно проверять прямо на плате не выпаивая, с диодным мостом можно так же, пусть этот метод будет не точным но быстрым.

Такой экспресс метод проверки дает возможность узнать что диодный мост неисправен если он точно не исправен, но если диоды подгорели или не полностью пробиты то лучше все таки выпаять и проверить элемент отдельно от платы.
Немного проще будет проверить диодный мост который состоит из отдельных диодов на плате.

Для проверки будем использовать мультиметр, причем практически любой дешевый прибор имеет функцию прозвонки диодов с звуковой индикацией пробоя.

В данном режиме тестер показывает значение падения напряжения (в милливольтах).

Прямое подключение — красный щуп(+) подключаем к аноду диода, а черный(-) к катоду (там где полоска на диоде). При таком подключение у исправного диода падение напряжения должно показать 500 — 800 милливольт.

Если у вашего тестера нет режима проверки диодов, то подойдет и режим измерения сопротивления, по аналогичному методу.

Обратное подключение — (меняем щупы местами) теперь красный на катод, а черный на анод.
У исправного диода значение сопротивления должно быть бесконечным, то есть должно показать или «1» или цифры больше 1500 (что бывает редко).

У «пробитого» диода сопротивление будет нулевым или около нуля и скорее всего сработает звуковая индикация пробоя.

Так можно проверить каждый диод диодного моста по отдельности, но что делать если диодный мост представляет из себя радио элемент с четырьмя выводами?

Диодный мост такого типоисполнения можно проверить быстро ( и не выпаивая)
но проверка будет не точной. Суть такова:
Прикладываем щупы к выводам входа (АС) и если прозвонка мультиметра сработала то мост пробит
Прикладываем щупы к выводам +/- (поочередно) и если мультиметр «запищал» и показал нули то мост пробит, а если показал значения около 1000 в одно направление и «1» в другое то мост исправен.

Точный (полный) метод проверки диодного моста который выпаян выглядит так:

1. красный щуп на «-«, а черным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах мультиметр должен показать число примерно 500.

2. черный щуп на «-«, а красным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах должно показать «1» то есть бесконечное сопротивление.

3. черный щуп на «+», а красным касаемся выводов переменки АС — мультиметр покажет число около 500.

4. красный щуп на «+», а черный на выводы переменки (Ас) — мультиметр покажет «1» или запредельное число.

Кроме простого и более сложного метода проверки диодного моста мультиметром, его еще можно точно так же проверить любым тестером, омметром и даже лампочкой (светодиодом) с батарейкой (контролькой).
Кроме того можно проверить его работоспособность подав постоянное напряжение от блока питания на вход диодного моста и измерить напряжение на выходе, затем изменить полярность на входе. У исправного моста напряжение такое же как на входе будет и на выходе при любой вариации полярности на входе.

Проверка диодного моста, в том числе диодного моста генератора автомобиля вещь не сложная и довольно частая для тех кто занимается ремонтом. Минимум инструментов, но главное понимание того как работает диод и его мостовая сборка.

Если все таки возникают сложности с диагностикой диодного моста то всегда можно поставить другой заведомо исправный и посмотреть как работает схема с ним.

Теперь зная элементарные и эффективные методы проверки вы сможете в домашних условиях определить причину поломки бытового прибора или различной электроники, а возможно и самостоятельно отремонтировать свое устройство.

Диодный мост и двухполупериодный выпрямитель.

В одной из недавних статей мы разбирались с устройством и принципом работы однополупериодного выпрямителя, так вот, сегодня продолжим эту тему! И перейдем, как и собирались, к более сложной схеме выпрямителя, и в то же время самой популярной. Речь идет, конечно же, о двухполупериодном выпрямителе, сердцем которого является диодный мост.

Диодный мост – это электронное устройство, которое как раз и предназначено для решения задачи выпрямления тока. Изобретателем этой схемы является немецкий физик Лео Гретц, поэтому также можно встретить название мост Гретца, что весьма логично

Базовый диодный мост состоит из 4-х диодов, соединенных следующим образом:

Но зачастую на принципиальных схемах можно встретить упрощенное обозначение:

Собственно, давайте рассмотрим непосредственно схему двухполупериодного выпрямителя:

Здесь также возможны некоторые вариации, например:

Несмотря на разное изображение, электрическое подключение остается неизменным, и все-таки первый вариант используется значительно чаще, так что и мы будем придерживаться именно его.

Резистор R_н в данном примере играет роль полезной нагрузки. Как и при разборе однополупериодного выпрямителя рассмотрим случай с синусоидальным напряжением на входе:

В случае положительного полупериода сигнала ( U_ <вх>gt 0 ), ток будет протекать через диоды D1 и D3 . Давайте рассмотрим путь тока более наглядно:

А на отрицательном полупериоде, напротив, диоды D1 и D3 будут закрыты, а протекание тока обеспечат D2 и D4 :

В обоих случаях ток через нагрузку будет течь в одном и том же направлении, от точки, помеченной знаком “+” на схеме, к точке “-“. А именно для этого мы и используем выпрямитель – чтобы ток через нагрузку протекал только в одном направлении! И в результате выходной сигнал имеет такой вид:

Сразу же очевидно отличие от однополупериодной схемы, когда сигнал на выходе был только на протяжении одного полупериода. В данном же случае, ток через нагрузку течет как на положительном, так и на отрицательном полупериоде! Поэтому схема и называется двухполупериодной.

Но! Также как и в случае с однополупериодным выпрямителем на выходе мы получаем пульсирующий ток, а не строго постоянный. Поэтому необходимо использовать сглаживающий фильтр, который в самом простом варианте может состоять из одного конденсатора:

Емкость должна быть такой, чтобы конденсатор не успевал быстро разрядиться. Итак, добавляем конденсатор в схему выпрямителя на диодном мосте и проверяем напряжение на нагрузке:

Совсем другое дело!

Существуют специальные диодные сборки, которые представляют из себя четыре одинаковых по характеристикам диода, соединенные по мостовой схеме, помещенные в один корпус. Соответственно, такая сборка имеет четыре вывода, все в точности как на нашей схеме. Выводы, предназначенные для подключения переменного тока (входного сигнала) могут обозначаться символом “

” или буквами AC, традиционными для переменного тока. Выводы же, к которым подключается нагрузка, обозначаются “+” и “-“. Но все это, конечно, индивидуально и зависит от использующегося устройства.

Несколько примеров диодных мостов в сборке:

И по традиции, в завершение статьи, резюмируем плюсы и минусы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным:

  • В первую очередь, поскольку здесь используются уже оба полупериода сигнала, то, естественно, КПД схемы больше.
  • Кроме того, пульсирующее напряжение на выходе имеет в 2 раза большую частоту, а такие пульсации сгладить проще.

Но, как и всегда, есть и свои недостатки:

  • Во-первых, это двойное падение напряжения. Поскольку при прохождении тока через диод на самом диоде падает напряжение, то в данном случае оно удвоено, поскольку ток в итоге проходит через два диода. Именно поэтому в схеме двухполупериодного выпрямителя часто отдают предпочтение диодам Шоттки, имеющим пониженное падение напряжения.
  • И второй недостаток, имеющий скорее практический смысл. Если один из диодов диодного моста выйдет из строя, то схема просто превратится в однополупериодный выпрямитель, но работать не перестанет! То есть получается, что возникшую проблему заметить сразу будет довольно проблематично.

И вот на этом точно заканчиваем на сегодня Всем спасибо за внимание, любые вопросы можно задавать на нашем форуме, в группе ВКонтакте или в комментариях к статье!