 |
|
Структура принцип роботи
Випрямляч електричного струму - механічний, електровакуумний, напівпровідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.
Діодний (випрямний) міст - електронна схема, призначена для перетворення («випрямлення») змінного струму в пульсуючий постійний. Таке випрямлення називається двухполуперіодним .
Виділимо два варіанти включення мостових схем однофазну і трифазну .
Однофазна мостова схема:
На вхід схеми подається змінна напруга (для простоти будемо розглядати синусоїдальне), у кожний з полупериодів струм проходить через два діоди , два інших діода закриті (мал.4 а, б).
Мал.4.1 а)Випрямлення позитивної б)Випрямлення негативної напівхвилі
напівхвилі
У результаті такого перетворення на виході мостової схеми виходить пульсуюча напруга вдвічі більша частоти напруги на вході (мал.4.2 а, б, с)
Рис.4.2 а)початкова напруга (напруга на вході), б) однонапівперіодне випрямлення, с) двохнапівперіодне випрямлення
Трифазна мостова схема :
У схемі трифазного випрямного моста в результаті виходить напруга на виході з меншими пульсаціями, ніж в однофазному випрямлячі (мал. 4.3).
Мал.4.3 Напруга на виході трифазного випрямляча
Для випрямлення трифазних напруг так само широко використовуються діодні випрямлячі. Дуже поширені схеми випрямлячів на полумостовой діодних випрямлячах мал. 4.4
Рис.4.4 Трифазна схема випрямляча на півмостах
Як правило, для згладжування пульсуючій напруги на виході випрямляча застосовується фільтр у вигляді конденсатора або дроселя, до того ж для стабілізації вихідної напруги встановлюється стабілітрон мал. 5 .
Мал.4.5 Схема діодного випрямляча з фільтром
Конструкція, переваги
Конструкція діодних мостів може бути виконана з окремих діодів, або у вигляді монолітної конструкції (діодним збірки). Монолітна конструкція, як правило, краще - вона дешевша і менше за об’емом. Діоди в ній підібрані на заводі виробнику і параметри максимально аналогічні один одному, на відміну від окремих діодів, де параметри можуть відрізнятися один від одного, до того ж у робочому стані діоди в діодним збірці працюють в однаковому тепловому режимі, що зменшує ймовірність виходу з ладу елемента. Ще однією перевагою діодним збірки є її простота монтування на платі. Основним недоліком монолітної конструкції є не можливість заміни одного діода, що вийшов з ладу, у цьому випадку необхідно міняти всю збірку, але відбувається це вкрай рідко, якщо робочі режими діодного моста підібрані правильно.
Області застосування
Область застосування випрямних мостів обширна, наприклад:
- Прилади освітлення (люмінесцентні лампи, модулі сонячних батарей);
- Лічильники електроенергії;
- Блоки живлення і управління побутової техніки (телевізорів, міксерів, пральних машин, пилососів, комп'ютерів, холодильників, електроінструменту та ін.), зарядні пристрої для мобільних телефонів і ноутбуків, AC/DC-DC/DC перетворювачі.
СРС №5
Діоди Ганна
Вольт-амперна характеристика діода Ганна
Діод Ганна(винайдений Джоном Ганном в 1963 році) - тип напівпровідникових діодів, що використовується для генерації і перетворення коливань в діапазоні СВЧ. На відміну від інших типів діодів, принцип дії діода Ганна заснований не на властивостях p-n-переходів, а на власних об’ємних властивостях напівпровідника.
Традиційно діод Ганна складається з шару арсеніду галію завтовшки від одиниць до сотень мікрометрів з омічними контактами з обох боків. У цьому матеріалі в зоні провідності є два мінімуми енергії, яким відповідають два стани електронів, - «важкі» і «легкі».
У зв’язку з цим із зростанням напруженості електричного поля середня дрейфова швидкість електронів збільшується до досягнення полем деякого критичного значення, а потім зменшується, прагнучи до швидкості насичення.
Таким чином, якщо до діода прикладена напруга, що перевищує твір критичної напруженості поля на товщину шару арсеніду галію в діоді, рівномірний розподіл напруженості по товщині шару стає нестійкий.
Тоді при виникненні навіть в тонкій області невеликого збільшення напруженості поля електрони, розташовані ближче до анода, «відступлять» від цієї області до нього, а електрони, розташовані у катода, намагатимуться «наздогнати» рухомий до анода подвійний шар зарядів, що вийшов.
При русі напруженість поля в цьому шарі безперервно зростатиме, а поза ним - знижуватися, поки не досягне рівноважного значення. Такий рухомий подвійний шар зарядів з високою напруженістю електричного поля всередині отримав назву домена сильного поля, а напруга, при якій він виникає, - порогового.
У момент зародження домена струм в діоді максимальний. У міру формування домена він зменшується і досягає свого мінімуму після закінчення формування. Досягаючи анода, домен руйнується, і струм знову зростає. Але тільки він досягне максимуму, у катода формується новий домен.
Частота, з якою цей процес повторюється, обернено пропорційна товщині шару напівпровідника і називається пролітною частотою.
СРС №6