Принцип Работы ДИОДА в Роли ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Выпрямительный диод
Выпрямительный диод позволяет преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). В этом обзоре вы узнаете, как работает этот радиоэлемент, и некоторые схемные решения, которые создается с помощью диодов.
Диоды являются одним из наиболее часто используемых полупроводниковых приборов в электронике. Существует много типов диодов, но наиболее распространенным является выпрямительный диод.
Он позволяет току течь только в одном направлении. И подключив его определенным образом, вы можете преобразовать переменный ток в постоянный.
Выпрямительный диод выполнен так же, как и любой другой обычный диод, но рассчитан не на малые токи, а на большие токи и напряжения. Это делает его идеальным для использования в Блоках питания.
Символ диода состоит из треугольника, направленного вдоль линии. Треугольник указывает направление, в котором ток может течь через диод. Например, на картинке выше ток может двигаться вправо. Но он не может течь в обратную сторону .
Как использовать выпрямительный диод
Выпрямительные диоды позволяют току течь только в одном направлении, от анода к катоду, также называемому прямым смещением . Выпрямительный диод в прямом смещении плюсовой провод подключается к аноду, а катода к отрицательной стороне. Вы можете увидеть это в примере ниже:
На приведенном выше рисунке диод смещен в прямом направлении, что означает, что через него может протекать ток, и светодиод загорится. Когда вы используете выпрямительный диод таким образом, он действует подобно замкнутому переключателю, который позволяет току течь по цепи.
Что произойдет, если вы поменяете подключение диода, как на рисунке ниже? Или так же можно поменять полярность источника питания.
Когда положительный вывод источника питания соединен с катодом, а отрицательный вывод с анодом, диод имеет обратное смещение . При таком типе подключения ток не может протекать через диод, поэтому в приведенной выше схеме светодиод не загорится.
Что такое однополупериодный выпрямитель?
В приведенных выше примерах в диодных схемах. Использовался источник питания постоянного тока, что означает напряжение с фиксированным значением полярности. Однако, когда этот диод подключен к источнику переменного тока, именно здесь вступает в действие свойство «выпрямления».
Источник питания переменного тока обеспечивает напряжение в виде периодических колебаний, а не постоянного значения, с положительным полупериодом и отрицательным полупериодом.
например как на рисунке ниже:
Такое напряжение вы найдете, например в розетках в вашем доме. Тем не менее, когда вы посмотрите на большую часть электроники в вашем доме, например, на ваш телефон или ноутбук, вы обнаружите, что для их работы требуется постоянное напряжение. Вот почему нам нужны выпрямительные диоды. Они помогут вам преобразовать переменный ток в постоянный.
Преобразование переменного тока в постоянный с помощью выпрямительного диода
Наиболее важным шагом в преобразовании переменного тока в постоянный является процесс выпрямления. Это означает, что отрицательные полупериоды исчезают. Проще всего это сделать с помощью следующей схемы однополупериодного выпрямителя:
Для создания однополупериодного выпрямителя требуется только один диод. Во время положительного полупериода переменного напряжения диод смещен в прямом направлении, и ток может протекать через него. В отрицательный полупериод переменного напряжения диод смещен в обратном направлении, и ток блокируется.
То, что вы получаете от этой схемы на выходе , Представляет собой только положительные импульсы
Что такое двухполупериодный выпрямитель?
Когда вы получаете только положительные значения напряжения с однополупериодным выпрямителем, отрицательный полупериод теряется. Решением этой проблемы является двухполупериодный выпрямитель. Который пропускает положительный полупериод и преобразует отрицательные полупериоды в положительные.
В устройствах, которые применяют двухполупериодные выпрямители чаще всего используются для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.
Схема двухполупериодного выпрямителя на диодах называется диодным мостом.
Как работает диодный мост — в схеме ниже:
Диодный мост состоит из четырех диодов — D1, D2, D3 и D4, соединенных между собой. Вы можете видеть, что D1 и D3 соединенны катодами, а D4 и D2 соединены анодоми. При этом катод D4 присоединен к аноду D1, а катод D2 соединен с анодом D3.
Положительный полупериод
Во время положительного полупериода питания диоды D1 и D2 могут проводить ток, а диоды D3 и D4 — нет. Поскольку они смещены в обратном направлении. При таком расположении положительный полупериод дает ток, который протекает через цепь, например:
Отрицательный полупериод
Во время отрицательного полупериода диоды D3 и D4 проводят ток, а диоды D1 и D2 — нет. Несмотря на то, что схема теперь получает отрицательный полупериод, вы можете видеть на рисунке ниже, как ток течет через нагрузку в том же направлении, что и раньше. Вот как эта схема превращает отрицательные полупериоды в положительные.
Какие бывают выпрямительные диоды?
При выборе выпрямительного диода необходимо учитывать некоторые характеристики, например:
Пиковое обратное напряжение: это максимальное напряжение, которое диод может выдержать при обратном смещении до пробоя.
Максимальный прямой ток: максимальное значение прямого тока, которое диод может пропускать без повреждения .
Пиковый импульсный ток: максимальный импульсный ток, который диод может выдержать в течение короткого периода времени.
Максимальное падение напряжения: это напряжение, которое остается на диоде, когда он смещен в прямом направлении. Обычно это будет 0,7 В для диодов из кремния.