Un pratico circuito a ponte di diodi per una tensione di 12

Gli alimentatori elettrici e radio utilizzano quasi sempre raddrizzatori progettati per convertire AC in DC. Ciò è dovuto al fatto che quasi tutti i circuiti elettronici e molti altri dispositivi devono essere alimentati da fonti DC. Un raddrizzatore può essere qualsiasi elemento con una caratteristica di tensione di corrente non lineare, in altre parole, corrente che scorre diversamente in direzioni opposte. Nei dispositivi moderni, i diodi a semiconduttore planari vengono solitamente utilizzati come tali elementi.

Circuito diodo semiconduttore.

Diodi a semiconduttore piatto

Insieme a buoni conduttori e isolanti, ci sono molte sostanze intermedie nella conduzione tra queste due classi. Chiamano tali sostanze semiconduttori. La resistenza di un semiconduttore puro diminuisce all'aumentare della temperatura, a differenza dei metalli la cui resistenza aumenta in queste condizioni.

Aggiungendo una piccola quantità di impurità a un semiconduttore puro, si può sostanzialmente modificare la sua conduttività. Esistono due classi di tali impurità:

Figura 1. Diodo planare: a. diodo del dispositivo; b. designazione del diodo nei circuiti elettrici; a. la comparsa di diodi planari di diversa potenza.

1. Donatore - conversione di materiale puro in semiconduttore di tipo n, contenente un eccesso di elettroni liberi. Questo tipo di conduttività si chiama elettronica.
2. Accettatore - conversione dello stesso materiale in un semiconduttore di tipo p, con una mancanza di elettroni liberi creata artificialmente. La conduttività di un tale semiconduttore è detta foro. "Buco" - un luogo che ha lasciato l'elettrone, si comporta come una carica positiva.

Uno strato sul bordo dei semiconduttori di tipo p e n (giunzione pn) ha una conducibilità unidirezionale - conduce la corrente bene in una direzione (in avanti) e molto male nella direzione opposta (inversa). Il dispositivo del diodo planare è mostrato nella Figura 1a. La base è una piastra a semiconduttore (germanio) con una piccola quantità di impurità del donatore (tipo n) su cui è posto un pezzo di indio, che è un'impurità dell'accettore.

Dopo il riscaldamento, l'indio si diffonde nelle aree adiacenti del semiconduttore, trasformandole in semiconduttori di tipo p. Al confine delle regioni con due tipi di conduttività, si verifica una giunzione p - n. L'uscita collegata al semiconduttore di tipo p è chiamata anodo del diodo risultante, l'opposto - il suo catodo. L'immagine del diodo a semiconduttore sugli schemi circuitali è mostrata in Fig. 1b, l'aspetto dei diodi planari di diversa potenza - in Fig. 1 quater.

Raddrizzatore più semplice

Figura 2. Caratteristiche attuali in vari circuiti.

La corrente che scorre in una rete di illuminazione convenzionale è variabile. La sua magnitudine e la sua direzione cambiano 50 volte in un secondo. Il grafico della sua tensione in funzione del tempo è mostrato in Fig. 2a. Mezzi periodi positivi sono mostrati in rosso, quelli negativi in ​​blu.

Poiché la grandezza della corrente varia da zero al valore massimo (ampiezza), viene introdotto il concetto del valore effettivo di corrente e tensione. Ad esempio, in una rete di illuminazione, il valore effettivo di una tensione di 220 V - nel riscaldatore incluso in questa rete, viene generato lo stesso calore per gli stessi periodi di tempo dello stesso dispositivo in un circuito a 220 V CC.

Ma in realtà, la tensione nella rete varia in 0.02 con il seguente:

• primo quarto di questo periodo (periodo) - aumenta da 0 a 311 V;
• secondo trimestre del periodo - diminuisce da 311 V a 0;
• terzo trimestre del periodo - diminuisce da 0 a 311 V;
• l'ultimo trimestre del periodo aumenta da 311 V a 0.

In questo caso, 311 V è l'ampiezza di tensione U_su. L'ampiezza e le tensioni effettive (U) sono interconnesse dalla formula:

U_o = √2 * U.

Figura 3. Ponte a diodi.

Quando una corrente alternata di un diodo collegato in serie (VD) e il carico sono collegati al circuito (Fig. 2b), la corrente scorre attraverso di esso solo durante i semiperiodi positivi (Fig. 2c). Ciò accade a causa della conduzione unilaterale del diodo. Tale raddrizzatore è chiamato semionda: una metà del periodo in cui la corrente nel circuito è, durante il secondo, è assente.

La corrente che fluisce attraverso il carico in tale raddrizzatore non è costante, ma pulsante. Può essere trasformato in quasi costante accendendo il condensatore del filtro C parallelo al carico_f abbastanza grande capacità. Durante il primo quarto del periodo, il condensatore viene caricato ad un valore di ampiezza e negli intervalli tra le pulsazioni viene scaricato sul carico. La tensione diventa quasi costante. L'effetto della levigatura è più forte, maggiore è la capacità del condensatore.

Circuito a ponte di diodi

Uno schema più perfetto è lo schema di raddrizzatura a onda intera, quando vengono utilizzati entrambi i semiperiodi positivo e negativo. Ci sono diverse varietà di tali schemi, ma il pavimento più spesso usato. Il diagramma del ponte a diodi è mostrato in Fig. 3c. Su di esso, la linea rossa mostra come la corrente scorre attraverso il carico durante il positivo e i semiperiodi blu-negativi.

Figura 4. Un circuito raddrizzatore a 12 volt che utilizza un ponte a diodi.

Sia la prima che la seconda metà del periodo, la corrente attraverso il carico scorre nella stessa direzione (figura 3b). Il numero di pulsazioni per un secondo non è 50, come nel caso della raddrizzamento a mezza onda, ma 100. Di conseguenza, con la stessa capacità del condensatore del filtro, l'effetto levigante sarà più pronunciato.

Come puoi vedere, per costruire un ponte a diodi sono necessari 4 diodi: VD1-VD4. Precedentemente, i ponti di diodi erano rappresentati in diagrammi di principio esattamente nello stesso modo di in fig. 3c. Al giorno d'oggi, l'immagine mostrata in figura 2 è generalmente accettata. 3g. Sebbene esista solo un'immagine di un diodo, non bisogna dimenticare che il ponte è costituito da quattro diodi.

Il circuito a ponte è più spesso assemblato da singoli diodi, ma a volte vengono utilizzati assemblaggi diodi monolitici. Sono più facili da montare sulla scheda, ma quando un braccio del ponte si guasta, l'intero gruppo viene sostituito. Selezionare i diodi da cui è montato il ponte, in base alla grandezza della corrente che li attraversa e alla grandezza della tensione inversa ammissibile. Questi dati ti consentono di ottenere istruzioni sui diodi o sui libri di riferimento.

Lo schema completo di un raddrizzatore a 12 volt che utilizza un ponte a diodi è mostrato in fig. 4. T1 è un trasformatore step-down, il cui avvolgimento secondario fornisce una tensione di 10-12 V. Il fusibile FU1 è un dettaglio significativo dal punto di vista della sicurezza e non dovrebbe essere trascurato. La marca di diodi VD1-VD4, come già accennato, è determinata dalla quantità di corrente che verrà consumata dal raddrizzatore. Condensatore C1 - elettrolitico, con una capacità di 1000.0 microfarad o superiore, per una tensione non inferiore a 16 V.

La tensione di uscita è fissa, il suo valore dipende dal carico. Maggiore è la corrente, minore è la grandezza di questa tensione. Per ottenere una tensione di uscita regolabile e stabile, è necessario un circuito più complesso. Ricevere tensione regolabile dal circuito mostrato in fig. 4 in due modi:

1. Applicando all'avvolgimento primario del trasformatore T1 una tensione regolabile, ad esempio da LATR.
2. Dopo aver fatto diversi tocchi dall'avvolgimento secondario del trasformatore e, rispettivamente, mettere un interruttore.

Si spera che le descrizioni e gli schemi sopra riportati forniscano assistenza pratica nell'assemblaggio di un semplice raddrizzatore per le esigenze pratiche.