ما هو جسر الصمام الثنائي - شرح بسيط
تعريف
جسر الصمام الثنائي هو حل دائري مصمم لتصحيح التيار المتناوب. اسم آخر هو مقوم نصف الموجة. أنها بنيت من الثنائيات شبه الموصل أو تنوعها - الثنائيات شوتكي.
تتضمن دائرة الجسر وجود العديد من الثنائيات شبه الموصلة (لدائرة أحادية الطور - أربعة) التي يتصل بها الحمل.
قد تتكون من عناصر منفصلة ملحومة على اللوحة ، ولكن في القرن الحادي والعشرين ، غالباً ما تكون الثنائيات المتصلة في مبيت منفصل. ظاهريًا ، يبدو أن أي مكون إلكتروني آخر - تتم إزالة أرجل التوصيل بمسارات لوحة الدوائر المطبوعة من حالة حجم معين.
تجدر الإشارة إلى أن العديد من الصمامات مجتمعة في مبيت واحد ، والتي لا يتم توصيلها وفقًا لدائرة الجسر ، تسمى تجميعات الصمام الثنائي.
اعتمادًا على النطاق ومخطط الاتصال ، فإن جسور الصمام الثنائي هي:
- على مرحلة واحدة؛
- ثلاث مراحل.
يمكن إجراء التعيين على الرسم التخطيطي في نسختين ، أيهما يستخدم UGO في الرسم يعتمد على ما إذا كان الجسر يتم تجميعه من عناصر منفصلة أو يتم استخدام الجسر النهائي.
مبدأ التشغيل
دعونا نفهم كيف يعمل جسر الصمام الثنائي. بادئ ذي بدء ، تمر الثنائيات بالتيار في اتجاه واحد. يحدث تصحيح الجهد المتردد بسبب الموصلية من جانب واحد للثنائيات. نظرًا لاتصالها الصحيح ، تدخل نصف الموجة السالبة للجهد المتناوب الحمل في شكل موجب. بكلمات بسيطة - تقلب نصف الموجة السلبية.
من أجل البساطة والوضوح ، نعتبر تشغيله كمثال على مقوم نصف الموجة أحادي الطور.
يعتمد مبدأ تشغيل الدائرة على حقيقة أن الثنائيات توصل التيار في اتجاه واحد وتتكون مما يلي:
- يتم تغذية إشارة جيبية بديلة لإدخال جسر الصمام الثنائي ، على سبيل المثال 220 فولت من مصدر الطاقة المنزلي (في مخطط الأسلاك ، يشار إلى إدخال جسر الصمام الثنائي على أنه AC أو ~).
- يتم تمرير كل من نصف موجات الجهد الجيبي (الشكل أدناه) من خلال زوج من الصمامات الموجودة قطريًا على الدائرة.
يتم تمرير نصف الموجة الموجبة من خلال الثنائيات VD1 و VD3 والسلبية - VD2 و VD4. الإشارة عند دخل وخرج الدائرة التي تراها أدناه.
تسمى هذه الإشارة - جهد التموج المعدل. من أجل تنعيمه ، يتم إضافة مرشح بمكثف إلى الدائرة.
الخصائص الرئيسية
ضع في اعتبارك الخصائص الرئيسية لثنائيات أشباه الموصلات. تشير الأحرف اللاتينية إلى تعيينها في الوثائق الفنية باللغة الإنجليزية (ما يسمى ورقة البيانات):
- الخامسدورة في الدقيقة - الذروة أو الجهد العكسي الأقصى. عندما يتم تجاوز هذا الجهد ، يتم تدمير تقاطع pn بشكل لا رجعة فيه.
- الخامسص (جذر متوسط التربيع) - متوسط الجهد العكسي. عادي للعمل ، مثل Uarr في خصائص المكونات المحلية.
- أناس - متوسط التيار المعدل ، نفس أناإلخ في المنزل.
- أناFSM - ذروة تصحيح التيار.
- الخامساف ام - انخفاض الجهد في التحيز إلى الأمام (في حالة التوصيل المفتوح) عادة ما يكون 0.6-0.7V ، وأكثر مع النماذج ذات التيار العالي.
عند إصلاح المعدات الإلكترونية وإمدادات الطاقة أو تصميمها ، يتساءل المبتدئون: كيف تختار جسر الصمام الثنائي؟
في هذه الحالة ، ستكون أهم المعلمات بالنسبة لك هي الجهد العكسي والتيار. على سبيل المثال ، لتحديد جسر ديود لـ 220 فولت ، تحتاج إلى النظر في النماذج ذات الجهد المقنن أكثر من 400 فولت والتيار المطلوب ، على سبيل المثال ، KBPC106 (أو 108 ، 110). خصائصه التقنية:
- تصحيح التيار الأقصى - 3A ؛
- الذروة الحالية (قصيرة الأجل) - 50A ؛
- الجهد العكسي - 600 فولت (800 فولت ، 1000 فولت لـ KBPC108 و 110 على التوالي).
تذكر هذه الخصائص ويمكنك تحديد الخيار الذي يمكنك الاختيار من الكتالوج بسهولة.
دارات المقوم
يعد تصحيح التيار في مصادر الطاقة هو الغرض الرئيسي ، من بين المكونات الأخرى للدائرة ، يمكنك تحديد مرشح الإدخال ، الذي يتم توصيله بعد المعدل - وهو مصمم لتمليس التموج. دعونا ننظر في هذه المشكلة بمزيد من التفصيل!
بادئ ذي بدء ، من الجدير بالذكر أن جسر الصمام الثنائي يسمى دائرة المعدل أحادية الطور من 4 ديودات أو ثلاث مراحل من 6. لكن المراوح غالبًا ما تسمى دائرة المقوم بنقطة وسط.
في مقوم نصف الموجة ، تصل موجتان نصف إلى الحمل ، وفي مقوم نصف موجة واحد.
لتجنب الالتباس ، دعنا نفهم المصطلحات.
أدناه ترى دارة نصف موجية أحادية الطور أحادية الطور ، واسمها الصحيح هو "دارة جريتز" ، وهي على وجه التحديد غالبًا ما تشير إليها بالاسم "جسر الصمام الثنائي".
دارة لاريونوف عبارة عن جسر ثنائي الصمام ثلاثي الأطوار ، إشارة الخرج نصف موجة. تمرر الثنائيات فيه نصف موجات ، تفتح على خط الجهد، بمعنى آخر. بالتناوب: الصمام الثنائي للمرحلة العليا والصمام الثنائي للمرحلة السفلية ، والمرحلة العليا ب والمرحلة السفلية ج ، إلخ
من أجل الاكتمال ، من الضروري معرفة مخططات أخرى لمعدلات جهد التيار المتردد.
مقوم نصف موجة من الصمام الثنائي المتصل على التوالي بالحمل. يتم استخدامه في إمدادات طاقة الصابورة ، وإمدادات الطاقة المصغرة منخفضة الطاقة ، وكذلك في الأجهزة التي لا تتأثر بعامل التموج. تصل نصف موجة واحدة فقط عند الحمل.
نصف موجة بنقطة منتصف - هذا ما يسمى خطأ جسر 2 ثنائي. هنا ، يقوم صمام ثنائي واحد بإجراء كل نصف موجة. ميزتها هي كفاءة أكبر من دائرة Gretz ، بسبب العدد الأصغر لبوابات أشباه الموصلات. ومع ذلك ، فإن استخدامه معقد بسبب حقيقة أنك بحاجة إلى محول بنقرة من نقطة الوسط ، والتي تنعكس في مخطط الدائرة. لا يمكن استخدامه لتصحيح الجهد الكهربائي 220 فولت.
مقوم من جمعيات شوتكي. يتم استخدامه في تبديل إمدادات الطاقة ، لأن الثنائيات Schottky لديها وقت استرداد عكسي أقل ، وسعة حاجز صغير (انتقال أسرع من الحالة المفتوحة إلى الحالة المغلقة) وانخفاض صغير في الجهد الأمامي (خسائر أقل). غالبًا ما يتم العثور على شوتكي في التجمعات ذات الأنود أو الكاثود المشترك ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
لذلك ، لتجميع دارة الجسر ، ستكون هناك حاجة إلى العديد من التجميعات. فيما يلي مثال على 3 تجمعات شوتكي مع كاثود مشترك.
من 4 مجموعات مع كاثود مشترك. وهو يختلف عن السابق في أنه يمكن أن يتحمل تيارًا أكبر ، مع نفس المكونات ، لأن أسلاك Schottky فيه متصلة بالتوازي.
من مجموعتين من شوتكي ، واحد مع أنود مشترك والآخر مع كاثود مشترك. تعلم حول ما هو الأنود والكاثوديمكنك في مقالتنا المنفصلة.
كيفية اللحام والاتصال
ليس من الصعب دراسة ومعرفة الدوائر ، تنشأ الصعوبات الرئيسية عندما يقرر المبتدئ لحام جسر الصمام الثنائي بيديه. لحام مقوم من 4 نسخ سوفيتية من النوع cd202 ، استخدم الرسم التوضيحي أدناه.
لتجميع جسر الصمام الثنائي من الثنائيات الحديثة المنفصلة مثل الطاقة المنخفضة 1n4007 (وغيرها - كلها تبدو متشابهة وتختلف فقط في الحجم) انظر بعناية إلى الرسم التوضيحي التالي.
ولكن إذا لم تقم بتجميعها من أجزاء فردية ، ولكنك تستخدم جسرًا جاهزًا ، فراجع أدناه كيفية توصيله بشكل صحيح بالدائرة.
سيكون من المثير للاهتمام أيضًا للمبتدئين مشاهدة فيديو حول كيفية إنشاء مصدر طاقة بسيط 12V:
نطاق والغرض
في معظم الأحيان ، تستخدم جسور الصمام الثنائي في إمدادات الطاقة. في إمدادات طاقة المحولات ، يتم توصيلها بالملف الثانوي للمحول
في إمدادات الطاقة بالنبض - لإدخال شبكة 220 فولت. في هذه الحالة ، يتم تشغيل دائرة التحكم الإلكترونية ودائرة طاقة UPS بجهد كهربائي رئيسي مصحح وسلس (ليس دائمًا) (يصل إلى حوالي 300-310 فولت).
في محطات اللفة الثانوية لمصدر طاقة التبديل ، جهد متناوب عالي التردد. من أجل تصويبه ، قم بتثبيت مجموعات من الثنائيات Schottky المزدوجة. في هذا الصدد ، غالبًا ما يتم استخدام مخطط تصحيح منتصف الطريق.
في السيارات والدراجات النارية ، يتم استخدام جسور الصمام الثنائي من ثلاث مراحل ، ويتم تجميعها وفقًا لمخطط Larionov مع ثلاثة صمامات إضافية ، لأنه يتم استخدام مولد ثلاثي الطور لتشغيل الشبكة على متن الطائرة. الجسر في المولد مصنوع على شكل قطاع من الدائرة ومثبت على مؤخرته.
الاستثناء هو بعض سيارات تويوتا الحديثة والعلامات التجارية الأخرى ، فهي تستخدم مولدًا من 6 مراحل لتنفيذ دائرة تصحيح اثني عشر نبضة من 12 صمامًا. هذا ضروري لتقليل التموج وزيادة تيار الإخراج.
طرق التحقق
لاختبار جسر الصمام الثنائي ، يعد مقياس متعدد في وضع اختبار الصمام الأنسب.
للقيام بذلك ، تحتاج إلى رنين الإدخال ، ثم دائرة الإخراج لدائرة قصيرة (يجب لحام جسر الصمام الثنائي).
بدون اللحام مباشرة على اللوحة ، يمكنك قياس انخفاض الجهد عبر تقاطعات الصمام الثنائي. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تحديد دبوس الجسر ، وعادة ما يشار إليه مباشرة على العلبة ، والتي اعتبرناها أعلاه.
على شاشة جهاز القياس المتعدد ، في التحيز الأمامي ، يجب عرض الأرقام ضمن نطاق 500-800 مللي فولت ، وفي الخلف ، فوق 1500 وإلى ما لا نهاية (يعتمد على المكون المحدد وجهاز القياس). يمكن فعل الشيء نفسه في وضع جهاز قياس المقاومة ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
يتم وصف هذه العملية بمزيد من التفصيل في المقالة "كيفية التحقق من جسر الصمام الثنائي”، حيث تحدثنا بالإضافة إلى منهجية الاختبار ، عن علامات العطل. تحقق أيضًا من الفيديو حول كيفية اختبار مقوم أحادي الطور وجسر الصمام الثنائي لمولد السيارة:
هنا ننهي شرحنا التفصيلي. نأمل أن يتضح لك الآن سبب الحاجة إلى جسر الصمام الثنائي وما يفعله في الدائرة الكهربائية. إذا كانت لديك أسئلة ، فاطلبها في التعليقات أسفل المقالة!
مواد ذات صلة:
جار التحميل...
