交流電圧は、電源組織から消費者に供給されます。これは、電気輸送の特殊性によるものです。しかし、ほとんどの家庭用（および一部は産業用）の電気受信機は、定電圧電力を必要とします。それを取得するには、コンバーターが必要です。多くの場合、それらは「降圧変圧器-整流器-平滑化フィルター」スキームに従って構築されます（例外として スイッチング電源）。ブリッジ回路に接続されたダイオードは整流器として使用されます。
ダイオードブリッジとは何ですか？どのように機能しますか
ダイオードブリッジは、AC電圧をDCに変換する整流回路として使用されます。その動作原理は、一方向の伝導、つまり一方向にのみ電流を流す半導体ダイオードの特性に基づいています。単一のダイオードは、最も単純な整流器としても機能します。
そのような包含で、より低い（ネガティブ）正弦波の一部が「カットオフ」されています。この方法には欠点があります。
- 出力電圧の形状は一定にはほど遠いため、平滑化フィルターとして大きくてかさばるコンデンサが必要です。
- AC電源は最大で半分使用されます。
負荷を流れる電流は、出力電圧の形状に従います。したがって、ダイオードブリッジの形で全波整流器を使用することをお勧めします。示されたスキームに従って4つのダイオードをオンにして負荷を接続すると、入力に交流電圧が印加されると、ユニットは次のように動作します。
正の電圧（正弦波の上部、赤い矢印）の場合、電流はVD2ダイオード、負荷、VD3を流れます。ダイオードVD4、負荷、VD1を通る負（正弦波の下部、緑色の矢印）。その結果、1つの期間に、電流は同じ方向に2回負荷を通過します。
リップルのレベルはかなり高いですが、出力電圧波形は直線にはるかに近くなっています。ソースパワーは十分に活用されています。
必要な振幅の三相電圧源がある場合は、次のスキームに従ってブリッジを作成できます。
その中で、3つの電流が負荷に追加され、120度の位相シフトで出力電圧の形状を繰り返します。
出力電圧は正弦波の上部を回ります。電圧の脈動は単相回路よりもはるかに少なく、その形状は直線に近いことがわかります。この場合、平滑化フィルターの静電容量は最小になります。
そして、ブリッジの別のバージョン-制御されます。その中で、2つのダイオードがサイリスタに置き換えられています。これは、信号が制御電極に印加されると開く電子デバイスです。オープンフォームでは、サイリスタは通常のダイオードのように動作します。スキーマは次のようになります。
スイッチオン信号は合意された時間に制御回路から与えられ、シャットダウンは電圧がゼロを通過した瞬間に発生します。次に、電圧がコンデンサの両端で平均化され、この平均レベルを制御できます。
ダイオードブリッジの指定と接続図
ダイオードのブリッジはさまざまなスキームに従って構築でき、要素がほとんど含まれていないため、ほとんどの場合、整流器アセンブリの指定は、回路図を描くだけで行われます。これが受け入れられない場合（たとえば、ブロック図を作成する場合）、ブリッジはシンボルとして示されます。これは、AC-DCコンバータを示します。
文字「〜」はチェーンを意味します 交流電流、記号「=」-DC回路、および「+」と「-」-出力極性。
整流器が4つのダイオードの古典的なブリッジ回路に従って構築されている場合、わずかに簡略化されたイメージが許可されます。
整流器ユニットの入力は、極性を監視せずにAC電源の出力端子（ほとんどの場合、降圧トランス）に接続されます。出力端子は任意の入力に接続されます。ブリッジの出力は負荷に接続されています。極性が必要な場合と不要な場合があります（スタビライザー、スムージングフィルターを含む）。
ダイオードブリッジは定電圧源に接続できます。この場合、意図しない極性反転に対する保護回路が得られます。ブリッジ入力を電源の出力に接続しても、出力の電圧の極性は変化しません。
主な技術的特徴
ダイオードまたは完成したブリッジを選択するときは、まず、次のことを確認する必要があります。 最大動作順方向電流。負荷電流を余裕を持って超える必要があります。この値が不明であるが電力がわかっている場合は、式Iload \ u003d Pload/Uoutに従って電流に変換する必要があります。許容電流を増やすために、半導体デバイスを並列に接続することができます。最大負荷電流をダイオードの数で割ったものです。この場合、開状態での電圧降下の近い値に応じて、ブリッジの1つのブランチでダイオードを選択することをお勧めします。
2番目の重要なパラメータは 順方向電圧橋またはその要素が設計されている対象。 AC電源の出力電圧（ピーク値！）より低くてはなりません。デバイスを確実に動作させるには、20〜30％のマージンを取る必要があります。許容電圧を上げるために、ブリッジの各アームにダイオードを直列に接続することができます。
これらの2つのパラメータは、整流器デバイスでのダイオードの使用に関する予備的な決定には十分ですが、他のいくつかの特性も考慮に入れる必要があります。
- 最大動作周波数 -通常は数キロヘルツであり、50または100 Hzの工業用周波数での動作には関係ありません。ダイオードがパルス回路で動作する場合、このパラメータが決定的になる可能性があります。
- オン状態の電圧降下 シリコンダイオードの場合、これは約0.6 Vであり、たとえば36 Vの出力電圧には重要ではありませんが、5 V未満で動作する場合は重要になる可能性があります。この場合、ショットキーダイオードを選択する必要があります。このパラメータの値。
さまざまなダイオードブリッジとそのマーキング
ダイオードブリッジは、ディスクリートダイオード上に組み立てることができます。極性を観察するには、マーキングに注意を払う必要があります。場合によっては、パターンの形のマークが半導体デバイスの本体に直接付けられます。これは国産品に典型的です。
外国の（そして多くの現代ロシアの）デバイスは、ドットまたはリングでマークされています。ほとんどの場合、これはアノードの指定ですが、保証はありません。マニュアルを見るか、テスターを使用することをお勧めします。
アセンブリからブリッジを作成できます。4つのダイオードが1つのパッケージにまとめられており、リード線の接続は外部導体（たとえば、プリント回路基板上）を使用して行うことができます。アセンブリスキームは変更できるため、正しく接続するには、データシートを確認する必要があります。
たとえば、4つのダイオードを含むが6つのピンしかないBAV99Sダイオードアセンブリには、次のように接続された2つのハーフブリッジがあります（ピン1の近くのケースにドットがあります）。
本格的なブリッジを取得するには、対応する出力を外部導体に接続する必要があります（赤いトレースは、印刷された配線を使用する場合のトラックを示しています）。
この場合、ピン3と6に交流電圧が印加されます。定数の正極はピン5または2から削除され、負極はピン4または1から取得されます。
そして、最も簡単なオプションは、既製のブリッジを内部に取り付けて組み立てることです。国産品のうち、KTs402、KTs405があり、海外生産の組立橋があります。多くの場合、結論のマーキングはケースに直接適用され、タスクは特性とエラーのない接続に応じた正しい選択にのみ削減されます。結論の外部指定がない場合は、ディレクトリを参照する必要があります。
長所と短所
ダイオードブリッジの利点はよく知られています。
- スキームは何十年もの間うまくいきました。
- 組み立てと接続のしやすさ。
- 簡単な故障診断と簡単な修理。
欠点として、電力の増加に伴う回路の寸法と重量の増加、および高電力ダイオードにヒートシンクを使用する必要性について言及する必要があります。しかし、それについては何もできません-物理学をだますことはできません。これらの条件が受け入れられなくなった場合は、パルス電源回路への移行を決定する必要があります。ちなみに、ブリッジダイオードも使用できます。
また、出力電圧の形状が一定とはほど遠いことにも注意してください。供給電圧の安定性を要求する消費者と協力するには、平滑化フィルター、および必要に応じて出力スタビライザーと組み合わせてブリッジを使用する必要があります。
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