Простая светомузыка "для начинающих"
Почти любой транзистор подходит
Почти любой транзистор подходит
Сегодня я продолжу рассказывать о своем хобби - сборке различных аудио устройств.
Сразу публикую фото готового устройства и его характеристики:
Максимальная неискаженная мощность на канал: 150 Ватт на 4 Ома или 100 Ватт на 8 Ом
Полоса воспроизводимых частот от 15Гц до 60кГц по уровню -1дБ
Коэффициент гармоник на 1кГц на полной мощности в 150 Ватт 0,0069%.
Обычно производители указывают максимальную мощность с искажениями в 1%. Естественно так будет завышена мощность.
Нашел схему на полевых транзисторах IRFP240 и IRFP9240 фирмы VISHAY. Обещанные параметры схемы были 100 Ватт на канал при двуполярном питании ± 45 В и искажениях THD 0.012% на 1кГц на полной мощности THD 0.015% на 10кГц. То есть очень низкие искажения и они не увеличивались с ростом частоты, чем страдают очень многие мощные усилители класса D, например. На входе дифференциальный усилитель, выходной каскад на полевых транзисторах работает в классе АВ. Схема типичная для многих усилителей. Мне захотелось проверить именно на полевых транзисторах. Действительно ли в них есть что-то особенное?
Уже разведенную плату с радиоэлементами взял на алиэкспрессе.
Потом уже заметил, что конденсаторы С1, С3, С5, С11 в цепи питания стоят на 50 вольт, а трансформаторы, после выпрямителя давали мне ± 52 Вольта . Поэтому отдельно купил конденсаторы на 63 Вольта и заодно заменил разделительный конденсатор на входе, там он был электролитический (ярко зеленый на фото) - такой в цепи переменного сигнала ставить не желательно. Но как ни странно платы пришли с ноунейм конденсаторами на 63 В. Раз купил, заменил их на фирму Elna. Одним из плюсов схемы является так же отсутствие конденсаторов на пути прохождения сигнала. Входной же разделительный конденсатор фильтрует постоянку и задает нижнюю граничную частоту. Плата пришла не отмытая от флюса. Пришлось отмывать самому, все пропаривать и менять конденсаторы. Лучше бы сделал плату самостоятельно и купил все радиоэлементы отдельно.Заказал все в середине января. Очень хотел себе большой солидный, но при этом тонкий корпус усилителя. Один большой трансформатор туда бы не поместился в высоту. Решил делать на двух по меньше. Долго все считал, прикидывал размеры и компоновку всех плат в итоге остановился на этом варианте:
т.к. усилитель очень мощный и стоят трансформаторы на каждый канал по 300ВА, то необходима была плата плавного пуска, поставил фильтр по питанию на входе. Нашел платы защиты колонок на 1 канал. Обычно их делают сразу стерео. Но у меня компоновка двойное моно получается, поэтому делаем все по этому принципу, так будет правильнее. Платы защиты коммутируют акустические колонки с задержкой после включения в 10 секунд для того, чтобы все переходные процессы стабилизировались и при включении усилителя не было хлопка в колонках. Также плата защиты срабатывает при появлении постоянного напряжения на выходе и аварийно отключает колонки - так бывает при сгорании выходных транзисторов. Очень полезная вещь. Будет неприятно, если все напряжение питания вдруг пойдет на вашу дорогую акустику. Плата плавного пуска позволяет при включении избежать огромных пусковых токов в трансформаторах во время зарядки фильтрующих конденсаторов.
И так, все подсчитано, подобрано друг к другу во всех мелочах, в том числе даже по цвету паяльной маски (все платы черного цвета), а значит пора скупать всю корзину в алиэкспресс!!! Непередаваемое ощущение, я вам скажу. Впереди утомительное ожидание.
Через некоторое время стали приходить посылки. Некоторые вещи заказал разные на выбор. Даже заказал другие платы усилителя для сравнения и выбора лучших. Возможно будет еще один пост.
Я стал потихоньку собирать и паять.
Очень долго ждал пока все придет. Параллельно продолжал заказывать разные винты проставки и всякую мелочевку. Денег ушло немерено на одну только мелочь. Трансформаторы заказал в Питерской фирме по моим параметрам на алиэкспресс. Да бывает и такое. Думал придут самыми последними, а пришли самыми первыми. Два тороидальных красавца! Прошла пара месяцев и вот наконец можно было прикинуть компоновку на реальных платах
До этого вырезал бумажки по размерам плат, чтобы было удобнее их перемещать в отсутствии самих плат. Вот наглядно три стадии процесса:
Выпрямители для питания тоже заказал на али по 4 конденсатора ELNA по 10000 мкФ на каждом. На входе мощный диодный мост на котором каждый диод шунтируется конденсатором.
Для уменьшения электромагнитных помех, я купил железные кожухи для трансформаторов. Так же бы пригодились, если бы трансформаторы сильно гудели. Но они оказались совсем тихие. Кожухи позволили также решить проблему крепежа трансформаторов в корпусе. На центральную пластину трансформатор крепится винтом М8 с гайкой, а сама пластина и крышка крепятся на 4 винта М4 непосредственно на дно корпуса усилителя. Продавец дал в комплекте одну шайбу для трансформатора и почему-то только одну резиновую прокладку толщиной 2 мм. Размеры такой конструкции с трудом помещались в корпус. Была подстава с тем, что дно кожуха оказалось выпуклое со ступенькой. А у продавца на фото плоское. Пришлось купить листовую резину 1 мм толщиной и вырезать две прокладки для трансформатора из нее. Даже 1 мм мог быть лишним.
В итоге все влезло замечательно. Очень за это переживал т.к. кожух оказался выше и высоту трансформатора продавец указал приблизительную. Мог бы не влезть и тут я уже не знаю что бы делал.
Жду очередных выходных и начинаю сборку. Сверлю корпус, радиаторы. Намучился с этим очень сильно. Столкнулся с рядом проблем. Одна из них - не помещались клеммы для колонок. Заказал слишком длинные. Пришлось высверливать, стачивать и провод крепить на кольца. Пришлось даже купить станину для дрели. Да уж, хобби не из дешевых. Но эта вещь в хозяйстве всегда пригодится. Очень странно себя ощущаешь, когда отработал 5 дней на работе потом еще дома два дня и вот тебе снова на работу и так несколько недель.
Заднюю панель усилителя установил так чтобы вход RCA Оказался на верху и не упирался в плату защиты колонок, а клеммы колонок свободно встали. Дальше у меня два раза сгорали выходные транзисторы в процессе настройки схемы. Первый раз выставил слишком большой ток покоя, сгорели по очереди сначала один канал, дальше я хотел на практике узнать предел и сгорел и второй канал. Защита колонок каждый раз отрабатывала на ура. Естественно я не подключал усилитель к колонкам, а настраивал ток покоя по графикам искажений на нагрузочных резисторах по 4 Ома. Второй раз уже через неделю, когда пришли новые транзисторы по глупости закоротил две ножки транзистора крокодильчиком от мультиметра, когда выставлял ток покоя и уже отсоединял мультиметр. Сказать, что было обидно - ничего не сказать. Это был настоящий epic fail. Вот уж точно, опыт - сын ошибок трудных. Транзисторы принципиально хотел оригинальные фирменные, поэтому заказывал их в чип и дип. 700 рублей пара. Достаточно дорогие. 2100 дополнительных непредвиденных расходов. Еще брал аналоги других транзисторов, чтобы посмотреть повлияет ли это на что-то. Меня было уже не остановить. Не сдаваться же в самом конце, когда все уже почти готово. Надо ли говорить что такой усилитель - удовольствие не из дешевых. Провода купил отечественные ПУВГ 1,5 кв. мм. т.к. такого же сечения выходят провода от вторичных обмоток трансформатора. Все таки токи на больших громкостях будут огромные особенно в пиках. Да и в магазине в городе были только такие. Все провода предварительно облудл т.к. со временем медь окисляется и простой обжим кабеля может вести себя непредсказуемо. Я все таки стараюсь сделать надежно и качественно. Все провода припаяны к вилкам и только потом зажаты в разъемах.
Отдельно хочу рассказать про установку тока покоя транзисторов. Здесь позволю себе дать рекомендацию для разбирающихся. Обычно люди, собирая свой усилитель ищут конкретное значение тока покоя для своей схемы. Так делать не совсем правильно. Мы должны немного дать смещение на транзистор. Смещение- то есть сместить нашу нулевую точку входного сигнала, для того чтобы она попала уже на линейный участок характеристики транзистора. Это и есть режим работы в классе АВ. В самом начале и в самом конце она сильно кривая. Т.к. один транзистор работает только на одну полуволну, нам не надо выводить эту точку на середину рабочего участка иначе мы просто потеряем в мощности. Из этого выходит следствие - как только точка попадает на линейный участок, у нас снижаются искажения. Их в процессе настройки нужно видеть в реальном времени, чтобы не косвенно по току покоя, а по реальным второй и третьей гармонике выставить уже ток. Какой он будет - не так важно. Но без фанатизма. За величиной тока покоя нужно тоже следить в реальном времени. Первостепенно - искажения - их должно быть как можно меньше. Поэтому не ставьте никогда конкретное значение тока покоя, ничего не проверив по графикам. Ток будет зависеть от вашего транзистора и напряжения питания. Увеличиваем ток покоя до тех пор пока не вышли на линейный участок и не получили приемлемые искажения, делаем это подавая на вход усилителя синус 1 кГц на выходе ставим резистор 4 Ома помощнее. Можно даже опустить его в холодную воду.
В итоге после долгих мучений, ожиданий вот что у меня получилось:
Суммарная емкость конденсаторов в цепи питания - 80000 мкФ!!! Вместе с мощными тороидальными трансформаторами это дает колоссальный запас энергии и большие мгновенные токи, что положительно сказывается на отдаче на низких частотах. Или по простому - басы будут качать на всю котлету. Никаких компромиссов.
Немного изменил компоновку. Фильтр с платой плавного пуска разместил в два этажа.
Добавил небольшие ножки для усилителя. Давайте еще раз полюбуемся на этого красавца.
Очень нравится как блестит передняя панель. Выглядит просто шикарно. Внешний вид должен тоже соответствовать содержанию, я считаю. Такой монстр будет удачно смотреться на любой полке с аудио аппаратурой.
В итоге после замеров получилось 150 Ватт на канал на 4 ома и 100 Ватт на 8 Ом. Гармоники 2-я и 3-я в районе -90 дБ. Еще ниже до -100 дБ вытягивать не стал. Боюсь за транзисторы. Хотя до этого у меня удавалось получит вторую гармонику на уровне -100 дБ, а третью на уровне -90 дБ и все последующие скрываются за шумовую полку. Но в таком режиме усилитель начинал сильно греться и начинало проседать напряжение питания до 45 вольт. Похоже схема переходила уже в класс А. На текущем уровне работает очень стабильно. Такого качества мне хватает за глаза.
В итоге сижу довольный с эмоциями как на этом фото:
Прилагаю и результаты измерений. Искажения усилителя в дБ на максимальной мощности (150 Ватт). Обычно производители указывают эти значения для мощности в 1 Ватт. Искажения там будут еще ниже.
Эти же искажения только в процентах
В таблице слева можно посмотреть все значения для каждой гармоники. Видно что суммарные искажения THD= 0,0069%. Отличные характеристики для усилителя, я считаю. Как и говорил, вторую и третью гармонику выставил в районе -90 дБ.
Собственные шумы усилителя без сигнала на входе. Для нестабилизированного линейного блока питания считаю очень хорошо. Из колонок не слышно никаких шумов, даже если прислонить ухо вплотную к низкочастотному динамику. Но на слух ориентироваться не рекомендую. Всегда смотрите графики. На слух и -70 дБ не слышно. А тут все шумы около -90 дБ, что гораздо лучше.
Надо ли говорить, что звук просто шикарный. Отличная отдача по басам за счет запаса мощности и блока питания. На высоких тоже полный порядок. Это можно увидеть на графике, когда на вход подаешь не только 1кГц, а сразу множество частот. Такой график вам ни один производитель не предоставит т.к. На 1кГц обычно полный порядок а на высоких резко растут искажения. У меня же рост искажений совсем не большой и они находятся примерно на одном уровне с шумами по питанию.
Ну и конечно диапазон воспроизводимых частот. Как видно на графике, частотный диапазон усилителя от 15 Гц до 60 кГц по уровню -1дБ, хотя эту величину принято измерять по уровню в - 3дБ.
На этом на сегодня все! Спасибо тем, кто не просто пролистал фото, но и читал. Удачи всем в своих начинаниях и искренне жду много годного контент о том, как люди что-то делают своими руками, а не баяны с повторами.
Дорогие пикабушники. Так уж мы устроены, что зачастую лучше воспринимаем что все плохо, чем все хорошо. Сегодня будет редкий случай, случай когда я похвалю лампочку. И это не просто комплимент, тут я вижу определенный путь. В рамках проекта Доморост (кстати, если вы интересуетесь светотехникой, то рад пригласить вас зарегистрироваться в нашем маленьком, но теплом и уютном сайте) я уже протестировал много ламп uniel и все они были далеко не самого лучшего качества. Прям совсем. Помойка, короче.
И я надеюсь, что кто-то там слышит эту обратную связь и то, что так сильно удивило меня - это результат работы целого сообщества людей, что не молчали, а честно высказывали свое мнение о товаре. Но давайте перейдем к обзору, а послесловие расскажу потом.
Сегодня мы поговорим про светодиодную лампочку производителя Uniel, которая выходит под суббрендом «каксолнце».
Итак, мощность. Производитель заявляет, что ее мощность составляет 9 Ватт, что ж, я замерил ее своими руками. И правда, лампа удивляет меня соответствием заявленной мощности, редкий экземпляр! При 220 Вольтах на входе — 9.5 Ватт. Супер!
Что будет если напряжение будет 230 Вольт? Мощность — 9.3 Ватт, отличный результат.
После прогрева в 15 минут мощность падает — 9 Ватт, как и обещал Uniel! Очень порадовали!
Теперь перейдем к измерению характеристик качества света. Начнем, традиционно уже, с индекса цветопередачи и цветовой температуры. Ого, а Uniel и тут не обманул, заявлял индекс выше 95, а у меня вышло 97,1. Цветовая же температура получилась равной 3880 К.
Рассмотрим диаграмму цветности. Точка, соответствующая излучению лампа смещена в фиолетово — пурпурный оттенок. И да, согласно общей теории, считается что невооруженным глазом можно увидеть изменение цвета начиная с смещения 0,004. Здесь больше. Значит я вынужден сказать о том, что в излучении этой лампы присутствует достаточно заметный фиолетово-пурпурный оттенок.
Теперь же пульсации. Замеряю на приборе и вижу достаточно любопытную ситуацию. Несмотря на высокие пульсации светового потока аж в 20%, диаграмма говорит, что лампа не несет риска для наших глаз, как так?
А дело в том, что очень высока частота пульсаций, целых 40 кГц. И да, при такой частоте высокой, выходит что пульсации никак не влияют на наши глаза.
Пришло время замерить количество света, которое дает нам светодиодная лампочка uniel и стабильна ли освещенность при изменчивом напряжении.
Итак, при напряжении в сети 220 Вольт, в метре над поверхностью, прибор показывает освещенность равную 202 Люкс. А если напряжение 250 Вольт — 204 Люкса. При 170 — 200! Устойчиво. И только при 50 Вольтах на входе лампа перестает светиться. Отличная лампа для дачи!
Давайте теперь проверим работоспособность лампы с выключателем с подсветкой. Да лампа показывает некорректное поведение.. В выключенном состоянии светится как ночник. Обидно очень, что же, инженеры из Юниэль недоглядели..
Итак, теперь проверим размер лампы. У меня получилось 110мм-60мм, что на упаковке? То же самое, здорово!
Проверим нагрев лампы во время работы. Корпус достаточно горячий — 80 градусов Цельсия. Колба — 43 градуса.
Продолжаем тестирование светодиодной лампочки! Итак, диаграмма освещенности, которая у меня получилась, дала расчетный световой поток равный 813 Люмен, в то время как производитель объявлял на упаковке — 800.
Вскрываем лампу, под колбой находится диодная плата с 9ю корпусами светодиодов. Под люминофором угадываются три кристалла светодиодов. Все светодиоды соединены последовательно и, к сожалению, также на диодной плате находятся вся схемотехника лампочки.
Накрываю лампу рассеивателем, пусть поработает пол часа, после этого найдем при помощи тепловизора точку, где на диодной плате будет максимальная температура. Туда я закрепляю термопару.
После получаса работы лампы, температура на диодной плате — 60 градусов Цельсия.
При увеличении, видим, что как и предполагали, в каждом корпусе светодиода по три кристалла.
Прямое падение напряжения на нормально светящемся светодиоде — 9 Вольт
Ток питания светодиодов — 104 мА.
Разбираем лампу дальше. После выпрессовки диодной платы, наблюдаю достаточно характерную картинку. По охлаждению Юниэль ничего нового не выдумал. Стандартный корпус-композит.
А для тех героев, кто осилил весь обзор, ссылка на оригинал статьи про uniel на 9 Вт c комментариями от сообщества.
Вот так и получается, что потихоньку, очень-очень аккуратно, но производители все же стараются поднимать качество своей продукции. Это редкое, но очень приятное явление. Я надеюсь, что если мы с вами будем продолжать популяризировать эту тему, то постепенно инженеры возьмут верх над маркетологами и в нашей жизни будет чуть больше качественного света.
Всем спасибо, с вами был Доморост.
Я думаю всех кто увлекается радиоэлектроникой периодически сталкивается с тем что для питания какой-то схемы или части схемы, требуется Двухполярный Блок ПИТАНИЯ.
Схем на просторах интернета существует много. Есть даже очень простые. Включающие в себя только резисторы и конденсаторы.
DC DC преобразователь
Немного сложнее с добавлением ещё пару транзисторов. Но не все очень простые схемы адекватно работают.
А есть очень сложная и запутанные схемы. Которую собрать для начинающего электронщика не всегда под силу.
И поэтому надо выбирать что-то оптимальное — среднее. Желательно под свои конкретные задачи.
Зачем например собирать мощный двухполярный блок питания для вашего устройства. Если второе напряжение используется только для питания например операционного усилителя или какого-нибудь другого устройства с низким потреблением.
Бывают такие задачи когда питающие напряжения несимметричные и отличаются друг от друга.
Один из методов как из однополярного блока питания сделать двухполярный. Это использование DC DC преобразователя на отрицательное напряжение.
Подключается он как обыкновенный потребитель к источнику питания. А на выходе мы получаем дополнительное напряжение. Как изображено на блок-схеме.
Некоторые скажут. Зачем тогда городить самому этот dc-dc преобразователь. Если можно использовать готовые китайские модули.
Во-первых большинство из них на выходе имеют положительную полярность. А нам нужна отрицательная.
Во-вторых интересно же самому что-то попробовать сделать своими руками. И разобраться как это работает.
И тут нам поможет очень популярная и дешёвая микросхема таймер ne555. И схема, чтобы собрать на ней задающий генератор прямоугольных импульсов, очень проста. И всего лишь имеет три дополнительных Радиодетали. Два резистора и один конденсатор.
И мы получаем полнофункциональный ШИМ контроллер. Который можем использовать для дальнейших своих целей.
Простая схема — Генератор на ne555
Хотя с таким же успехом можно взять и готовый китайский модуль.
Готовый Модуль — Генератор на ne555
Остаётся добавить несколько радиодеталей и наша схема готова.
Использовать мы будем два электролитических конденсатора. Один как разделительный, другой как фильтрующий. Ещё нам понадобятся два диода и один стабилитрон.
Собираем это всё по схеме приведённой ниже:
Dc-Dc преобразователь отрицательной полярности на ne-555
Нужное нам напряжение отрицательной полярности мы получаем на стабилитроне.
Ниже изображены две осциллограммы на аноде и на катоде диода D1.
На верхней осциллограмме представлен импульсный сигнал отрицательной полярности. На нижней этот же сигнал отфильтрованный конденсатором
Больше осциллограмм можно посмотреть ВИДЕО представленном ниже.
Номиналы радиодеталей представленных на схеме можно изменить. Их можно подбирать под ваши конкретные задачи.
По какому принципу это всё работает практически. С объяснениями и осциллограммами в разных точках схемы можно посмотреть в видео представленном ниже:
Один из очень простых способов. Как замерить внутреннее сопротивление аккумулятора или вообще любого источника тока.
Оказывается это несложно нужно только досконально разобраться.
Аналогичным методом можно померить и внутреннее сопротивление обыкновенной батарейки и не только.
Первым Способом когда мы измеряли это сопротивление нам нужно было два измерительных прибора это вольтметр и амперметр.
Сейчас мы попробуем Все эти измерения сделать при помощи всего лишь одного прибора обыкновенного Мультиметра
И чтобы в этом разобраться нужно аккумулятор изобразить схематически
Внутри аккумулятора изобразим источник ЭДС (Электро Движущая Сила). А также два сопротивления. Одно из них включено последовательно второе параллельно источнику ЭДС.
Сопротивление которое включено параллельно. Оно влияет на разряд аккумулятора или батареи и нас сейчас не интересует.
Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от последовательно включенного Резистора. И обозначенного как Rs.
Ну понятно что залезь вовнутрь аккумулятора реально коснуться его щупами мы не можем Поэтому нам нужно это всё замерить косвенно.
И для этого нам понадобятся очень простые формулы. Это легендарный и всем известный закон Ома
Полный оригинал статьи расположен на сайте : http://schip.com.ua/kak-izmerit-vnutrennee-soprotivlenie-akk...
А также ВИДЕО
Вы никогда не задумывались насколько правильно Показывает ваш измерительный прибор —Мультиметр. Я думаю что большинство радиоэлектронщиков об этом даже не задумываются.
Сейчас я вообще не касаюсь той темы насколько откалиброван ваш прибор и насколько реалистичные показания он показывает. Тема этой статьи о другом.
Все измерительные приборы которые мы имеем, они не идеальные, а самые обыкновенная реальные Мультиметры. Со своими проблемами и недостатками.
И когда мы производим какие-то измерения в электрических цепях. То наши не идеальные приборы влияют на эти цепи. Соответственно замеренные величины также не соответствует реальным показаниям.
Давайте попробуем разобраться почему так происходит на самом простом примере. Мультиметр у нас будет включен в режим вольтметра. И мы будем замерять напряжение на участке простой цепи.
Сделаем замеры. Попробуем разобраться почему так происходит. И действительно ли замеренные показания не соответствует тому что должно быть.
Так как вольтметр у нас не идеальный. Отличие идеального вольтметра он имеет бесконечно большое сопротивление. Наши вольтметры имеют какое-то сопротивление. Ну каких-то приборов больше у каких-то меньше. Но всё равно но есть.
Это значит что если мы будем касаться щупами нашего мультиметра измеряемого участка цепи. То в схеме будет появляться дополнительное сопротивление- это сопротивление нашего прибора. Через него будет течь ток.
А также будет изменяться общее сопротивление этого участка цепи которое можно рассчитать по формуле:
Также для наших измерений понадобится ещё один прибор амперметр которым мы будем измерять протекающей цепи ток.
Особенно сильно это заметно на слаботочных участках цепи. Все эти результаты представлены в таблице ниже.
Верхняя строка таблица — это показания без подключения вольтметра. Вторая строка — это результаты когда мы подключаем параллельно нашему резистору мультиметр.
Сразу видно что возрастает потребляемый ток также уменьшается общее сопротивление участка цепи.
И соответственно падение напряжения на этом участке цепи. Разница составляет 173 мили Вольта.
Более подробно всё это можно посмотреть видео которое представлено ниже: https://youtu.be/DWNFbO46jyo
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 .
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.
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.
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
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.
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:
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.
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.