Что такое диодный мост: схема и принцип работы

Таким мостом называется электроустройство миниатюрного размера, используемое в электросхемах и светодиодном оборудовании для трансформирования электротока, а именно его изменение из переменного значения в постоянное. Также оно выпрямляет ток в схеме. Важная часть двухполупериодного элемента питания, так и называемая - выпрямителем.

Большинство предприятий, производств и просто жителей городов и сел страны активно приобретают светодиодные лампы и ленты в качестве выгодной замены привычных источников света с нитями накаливания и даже галогеновых или люминесцентных ламп. Ведь LED лампы в 9 раз более экономны, чем накаливания и на 30-40% меньше затрачивают на аналогичную выработку яркости, чем другие «экономки». Современные источники света на экономных кристаллах не имеют в своем содержании вредных испарений, соединений, металлов и кислот, а значит, не загрязняют почву и не требуют специальной утилизации. Светодиоды, которые, как и обычные диоды, преобразуют ток, но только в светящийся эффект, не вырабатывают лучей в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре.

Во многом по конструкции светодиодная лампа не отличается от своих предшественников. В ней представлены два стандартных типа цоколя, штырьковый и резной, которые отличаются принципом действия. Резной или вкручивающийся цоколь подходит для использования в аналогичных патронах с напряжением 220 вольт (переменный ток). Каждая лампа имеет встроенный стабилизатор для регулирования напряжения в постоянное значение. Резные цоколи – привычные Е14, Е27 и Е40, где цифровое значение указывает на расстояние между контактами цоколя.

Штырьковый цоколь характерен для большинства ламп, работающих от низких значений напряжения, и выглядит как два металлических или керамических столбика со шляпкой на конце или без нее. К таким цоколям можно отнести светодиодные лампы MR16, G4,G9.GU10 и другие. Некоторые модели можно использовать для основного освещения, однако большинство ламп штырькового типа предназначены для точечной или акцентной вспомогательной подсветки витрин, ступеней дома, салона автомобиля, номерных знаков, приборной панели и т.п.

И самое главное – в основе всех этих современных источников света – все тот же диодный мост из светодиодов, который мы рассмотрим ниже.

Схема диодного моста

Наиболее примитивным способом, т.е. схемой подключения диодов, является комплекс из четырех последовательно соединенных полупроводников, которые создают нечто наподобие ромба. Далее по схеме мост подключается к разным по полярности источникам, снимая при этом переменное напряжение, преобразовывая его в постоянное значение.

По разновидностям и от того, какая схема подключения, разделяют два основных вида:

• Однофазный диод,
• Трехфазный.

Чтобы разыскать диод в электросхеме, необходимо обратить внимание, на то, что обычно его обозначение выглядит так:

А тот самый примитивный мост, состоящий из четырех диодов, в соединенном состоянии передается таким рисунком:

Однако на многих общих схемах обозначения диодного моста можно встретить и такой, более простой:

Или же, наоборот, детализированный:

Главное во всех схемах – правила, по которым необходимо этот элемент подключать к напряжению. Правильно это нужно делать так:

Выпрямитель Ларионова – еще одна распространенная схема подключения. Это трехфазный диод, пропускающий полуволны поочередно. На чертеже это демонстрируется как:

Техническая схема предполагает полупроводниковый диод-выпрямитель и его разновидности, в числе которых диод Шоттки. Выпрямитель из данных сборок крайне отличается от остальных. Так, он применим в блоках питания импульсного типа, ведь кристалл Шоттки имеет невысокую барьерную силу, малое время на обратное восстановление. Используется зачастую в схемах, где катод и анод – общий. В графике это представлено таким образом:

Устройство диодного моста

Для того, чтобы самостоятельная сборка состоялась успешно, необходимо выбрать диодный мост, подходящий по основным параметрам. К главным показателям таких устройств можно отнести важнейших два:

• Обратное напряжение;
• Ток в максимальном значении обратный.

То есть при выборе разновидности моста с рабочим напряжением от обычной сети, а именно 220 вольт,
Номинальная сила напряжения у приобретаемого продукта должна быть не меньше 400 вольт, а сила тока в выпрямленном состоянии – не меньше 3 ампер. Стоит обращать внимание и на мощности пикового тока (максимальная концентрация в один момент) и обратного напряжения. В данном случае, например, пик – около 50 ампера, а обратка по напряжению – 600-1000 ватт, смотря какую модель моста вы выбрали.

Само устройство моста подразумевает наличие корпуса, форма которого может отличаться в зависимости от схемы подключения диодов. Так, могут быть прямоугольные и квадратные модели, и даже в один ряд в виде прямой платы. В квадратном корпусе можно встретить выводы, размещенные по углам устройства. Также устройство моста требует алюминиевых плат или специальных радиаторов для отвода излишков тепла, которое неизбежно возникает во время прохождения такого количества напряжения и силы тока через небольшие элементы микросхемы. Поэтому все мосты имеют отдельные крепежные элементы.

Рекомендуем выбирать модели, в которых диоды умещены в один корпус. Это позволяет:

• Мосту не перегреваться и поддерживать нормальный эксплуатационный режим без сбоев;
• Диоды, размещенные в одном устройстве, изготавливаются на заводе в одной партии, поэтому с большей вероятностью будут иметь схожие параметры, что благоприятно скажется на всей работе прибора;
• Экономия пространства на плате за счет плотного размещения внутри одного бокса.

Принцип работы диодного моста

Отрицательная волна в диодном мосте не уменьшается, а трансформируется в положительную.

Это происходит из-за того, что он как бы «подчиняет» себе нестабильный переменный ток, который меняет свое направление по несколько раз в одночасье, образуя то положительные в амплитуде, то отрицательные полуволны.

При подаче нагрузки через генератор, диодный мост все выравнивает, ведь поочередно в игру вступают то первые два полупроводника, то последующие два. То есть происходит соприкосновение двух полупроводников разной проводимости или p-n-переход, называемый также электронно-дырочным, поскольку в нем участвуют и электроны, и дырки.

Как собрать диодный мост

Поскольку найти сегодня старые постперестроечного периода подобные выпрямители довольно непросто, то детально рассматривать схему сборки и пайки советского образца не будем. Только стоит упомянуть, что выглядит схема для пайки четырех последовательно подключенных диодов так:

Собрать современный мост даже проще: если представить его в виде ромба, то на северном угле будет вход с переменным значением, как и на южном. Западный угол уйдет под выход с отрицательным значением, а восточный – с положительным.

Чем отличаются диодные мосты

Они отличаются в первую очередь такими существенными показателями как:

• Форма корпуса;
• Схема расположения выводов.

Выводы могут быть в один ряд, с углов и даже снизу корпуса. Также различия составляют такие критерии как мощность напряжения (400-1000 ватт), сила тока обратного и на максимальных значениях.

Как проверить исправность диодного моста

Несмотря на цену и надежность, любая модель моста такого типа неизбежно сталкивается с таким понятием как остаточная пульсация, которая в любом случае остается. Поэтому рекомендуем проверять исправность устройства с помощью мультиметра, а именно вольтаж, омметраж и показатели в ваттах. Подавайте на диод напряжение не больше 3 вольт.