डायोड ब्रिज क्या है, संचालन का सिद्धांत और वायरिंग आरेख

एसी वोल्टेज बिजली आपूर्ति कंपनी से उपभोक्ताओं तक पहुंचाया जाता है। यह बिजली के परिवहन की ख़ासियत के कारण है। लेकिन अधिकांश घरेलू (और, आंशिक रूप से, औद्योगिक) विद्युत उपभोक्ताओं को प्रत्यक्ष वोल्टेज आपूर्ति की आवश्यकता होती है। इसे प्राप्त करने के लिए, कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है। कई मामलों में वे "स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर - रेक्टिफायर - स्मूथिंग फिल्टर" योजना के अनुसार बनाए जाते हैं (को छोड़कर) स्विचिंग बिजली की आपूर्ति) ब्रिज सर्किट में डायोड का उपयोग रेक्टिफायर के रूप में किया जाता है।

 डायोड ब्रिज किस लिए डायोड ब्रिज है और यह कैसे काम करता है

 डायोड ब्रिज का उपयोग रेक्टिफिकेशन सर्किट के रूप में किया जाता है जो अल्टरनेटिंग वोल्टेज को डायरेक्ट वोल्टेज में बदलता है। यह एक तरफा चालन के आधार पर संचालित होता है, अर्धचालक डायोड की एक संपत्ति केवल एक दिशा में प्रवाहित करने के लिए। एक एकल डायोड सरलतम दिष्टकारी के रूप में भी कार्य कर सकता है।

इस प्रकार के कनेक्शन के साथ, नीचे का डायोड (नकारात्मकसाइन वेव का हिस्सा "कट ऑफ" है। इस विधि के नुकसान हैं:

• आउटपुट वोल्टेज का आकार स्थिर से बहुत दूर है, एक चौरसाई फिल्टर के रूप में एक बड़े और बोझिल संधारित्र की आवश्यकता होती है;
• एसी बिजली आपूर्ति का उपयोग इसकी क्षमता के आधे से अधिक पर किया जाता है।

लोड के माध्यम से करंट आउटपुट वोल्टेज के आकार को दोहराता है। इसलिए, डायोड ब्रिज के रूप में डबल हाफ-पीरियड रेक्टिफायर का उपयोग करना बेहतर है। यदि आप उपरोक्त सर्किट में चार डायोड शामिल करते हैं और लोड को जोड़ते हैं, तो इनपुट पर एसी वोल्टेज लागू होने पर यूनिट निम्नानुसार काम करेगी:

जब वोल्टेज धनात्मक होता है (साइन वेव का ऊपरी भाग, लाल तीर), तो करंट डायोड VD2, लोड, VD3 से होकर जाएगा। डायोड VD4, लोड, VD1 के माध्यम से नकारात्मक वोल्टेज (साइनसॉइड का निचला हिस्सा, हरा तीर) के साथ। नतीजतन, एक अवधि में करंट एक ही दिशा में दो बार लोड से होकर गुजरता है।

आउटपुट वोल्टेज का आकार एक सीधी रेखा के काफी करीब होता है, हालांकि तरंग का स्तर काफी अधिक होता है। स्रोत की शक्ति का पूरी तरह से उपयोग किया जाता है।

यदि आवश्यक आयाम के तीन-चरण वोल्टेज का स्रोत है, तो आप इस योजना के अनुसार एक पुल बना सकते हैं:

यह 120 डिग्री के चरण बदलाव के साथ, आउटपुट वोल्टेज के आकार को दोहराते हुए लोड पर तीन धाराओं को ढेर कर देगा:

आउटपुट वोल्टेज साइनसॉइड के शीर्ष को घेरेगा। आप देख सकते हैं कि वोल्टेज एकल-चरण सर्किट की तुलना में बहुत कम है, इसका आकार एक सीधी रेखा के करीब है। इस मामले में, चौरसाई फिल्टर की समाई न्यूनतम होगी।

और पुल का दूसरा रूप एक नियंत्रित पुल है। इसमें, दो डायोड को थायरिस्टर्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है - इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो तब खुलते हैं जब एक सिग्नल को कंट्रोल इलेक्ट्रोड पर लगाया जाता है। खुले होने पर, थाइरिस्टर लगभग नियमित डायोड की तरह व्यवहार करते हैं। सर्किट इस रूप लेता है:

स्विचिंग सिग्नल नियंत्रण सर्किट से समय के सहमत क्षणों पर लागू होते हैं, स्विचिंग शून्य के माध्यम से वोल्टेज संक्रमण के क्षण में होता है। फिर वोल्टेज को एक संधारित्र पर औसत किया जाता है और इस औसत को नियंत्रित किया जा सकता है।

 

डायोड ब्रिज पदनाम और कनेक्शन आरेख

 चूंकि डायोड ब्रिज को विभिन्न योजनाओं के अनुसार बनाया जा सकता है और इसमें कुछ तत्व होते हैं, ज्यादातर मामलों में रेक्टिफायर यूनिट की पहचान केवल एक योजनाबद्ध आरेख द्वारा की जाती है। यदि यह अस्वीकार्य है - उदाहरण के लिए, ब्लॉक आरेख के मामले में - तो पुल को एक प्रतीक के रूप में इंगित किया जाता है, जो डीसी में एसी वोल्टेज के किसी भी कनवर्टर को इंगित करता है:

अक्षर "~" सर्किट के लिए खड़ा है एसी सर्किटप्रतीक "~" एसी सर्किट के लिए है, डीसी सर्किट के लिए "=" और आउटपुट ध्रुवीयता के लिए "+" और "-" है।

यदि रेक्टिफायर 4 डायोड के क्लासिक ब्रिज सर्किट के अनुसार बनाया गया है, तो थोड़ा सरलीकृत प्रतिनिधित्व की अनुमति है:

रेक्टिफायर यूनिट का इनपुट एसी स्रोत के आउटपुट टर्मिनलों से जुड़ा होता है (ज्यादातर मामलों में यह एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर होता है) ध्रुवीयता को देखे बिना - कोई भी आउटपुट टर्मिनल किसी भी इनपुट टर्मिनल से जुड़ा होता है। ब्रिज का आउटपुट लोड से जुड़ा होता है। इसमें ध्रुवता की आवश्यकता हो भी सकती है और नहीं भी (स्टेबलाइजर, स्मूथिंग फिल्टर सहित)।

 

डायोड ब्रिज को एक निरंतर वोल्टेज स्रोत से जोड़ा जा सकता है। इस मामले में हमारे पास अनजाने में रिवर्स पोलरिटी के खिलाफ एक सुरक्षा सर्किट है - बिजली आपूर्ति आउटपुट के लिए ब्रिज इनपुट का कोई भी कनेक्शन इसके आउटपुट पर वोल्टेज की ध्रुवीयता को नहीं बदलेगा।

बुनियादी निर्दिष्टीकरण

डायोड या ब्रिज चुनते समय, आपको सबसे पहले देखना चाहिए उच्चतम ऑपरेटिंग फॉरवर्ड करंट. यह एक मार्जिन के साथ लोड करंट से अधिक होना चाहिए। यदि यह मान अज्ञात है और शक्ति ज्ञात है, तो इसे सूत्र Inagr=Pnagr/Uf के अनुसार वर्तमान में पुनर्गणना किया जाना चाहिए। अनुमेय धारा को बढ़ाने के लिए, अर्धचालकों को समानांतर में जोड़ा जा सकता है - उच्चतम भार धारा को डायोड की संख्या से विभाजित किया जाता है। इस मामले में पुल की एक शाखा में डायोड खुले राज्य में वोल्टेज ड्रॉप के करीब मूल्य से चुनना बेहतर होता है।

दूसरा महत्वपूर्ण पैरामीटर है वोल्टेज आगे बढ़ाएंदूसरा महत्वपूर्ण पैरामीटर फॉरवर्ड वोल्टेज है, जिसके लिए पुल या उसके तत्वों को डिज़ाइन किया गया है। यह एसी स्रोत आउटपुट वोल्टेज (आयाम मान!) से कम नहीं होना चाहिए। डिवाइस के विश्वसनीय संचालन के लिए आपको 20-30% का मार्जिन लेना चाहिए। स्वीकार्य वोल्टेज बढ़ाने के लिए, डायोड को श्रृंखला में शामिल किया जा सकता है - पुल के प्रत्येक कंधे में।

रेक्टिफायर डिवाइस में डायोड के उपयोग पर प्रारंभिक निर्णय के लिए ये दो पैरामीटर पर्याप्त हैं, लेकिन आपको कुछ अन्य विशेषताओं पर ध्यान देना चाहिए:

• अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति - आमतौर पर कुछ किलोहर्ट्ज़ और 50 या 100 हर्ट्ज की औद्योगिक आवृत्तियों पर संचालन के लिए कोई फर्क नहीं पड़ता, लेकिन अगर डायोड एक पल्स सर्किट में काम करेगा, तो यह पैरामीटर निर्णायक हो सकता है;
• ओपन स्टेट वोल्टेज ड्रॉप सिलिकॉन डायोड का लगभग 0.6 V है, जो आउटपुट वोल्टेज के लिए महत्वपूर्ण नहीं है, उदाहरण के लिए, 36 V का, लेकिन 5 V से नीचे संचालन करते समय महत्वपूर्ण हो सकता है - इस मामले में, हमें Schottky डायोड का चयन करना चाहिए, जो कि कम मूल्य की विशेषता है इस पैरामीटर का।

डायोड ब्रिज के प्रकार और उनकी मार्किंग

डायोड ब्रिज को असतत डायोड पर असेंबल किया जा सकता है। ध्रुवीयता का निरीक्षण करने के लिए, आपको चिह्नों पर ध्यान देना होगा। कुछ मामलों में, ड्राइंग के रूप में लेबल सीधे सेमीकंडक्टर डिवाइस के शरीर पर लागू होता है। यह घरेलू उत्पादों के लिए विशिष्ट है।

विदेशी (और कई आधुनिक रूसी) उपकरणों को एक बिंदु या अंगूठी के साथ चिह्नित किया जाता है। ज्यादातर मामलों में, एनोड को इस तरह से चिह्नित किया जाता है, लेकिन इसकी कोई गारंटी नहीं है। संदर्भ पुस्तक में देखना या परीक्षक का उपयोग करना बेहतर है।

आप एक विधानसभा से एक पुल बना सकते हैं - एक मामले में चार डायोड संयुक्त होते हैं, और टर्मिनलों का कनेक्शन बाहरी कंडक्टरों द्वारा किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर)। असेंबली अलग हो सकती हैं, इसलिए आपको सही कनेक्शन के लिए डेटाशीट को देखना होगा।

उदाहरण के लिए एक डायोड असेंबली BAV99S जिसमें 4 डायोड हैं, लेकिन केवल 6 पिन में दो आधे-पुल अंदर जुड़े हुए हैं (पिन 1 के पास केस पर एक बिंदु है):

एक पूर्ण पुल प्राप्त करने के लिए, आपको संबंधित पिनों को बाहरी कंडक्टरों से जोड़ना होगा (प्रिंटेड सर्किट वायरिंग का उपयोग करते समय लाल ट्रैक लेआउट दिखाता है):

इस स्थिति में एसी वोल्टेज पिन 3 और 6 पर लाया जाता है। डीसी का सकारात्मक ध्रुव पिन 5 या 2 से लिया जाता है और नकारात्मक ध्रुव पिन 4 या 1 से लिया जाता है।

और सबसे आसान विकल्प एक तैयार पुल के साथ एक असेंबली है। घरेलू उत्पादों में यह 402, КЦ405 हो सकता है, विदेशी उत्पादन के पुल असेंबली हैं। कई मामलों में टर्मिनलों का अंकन सीधे मामले पर लागू होता है, और समस्या केवल विशेषताओं के अनुसार सही विकल्प और त्रुटि मुक्त कनेक्शन के लिए नीचे आती है। यदि कोई बाहरी पिन पदनाम नहीं है, तो आपको एक संदर्भ पुस्तक का संदर्भ लेना होगा।

फायदे और नुकसान

डायोड ब्रिज के फायदे सर्वविदित हैं:

• सिद्ध सर्किटरी के दशकों;
• इकट्ठा करने और कनेक्ट करने में आसान;
• आसान गलती निदान और आसान मरम्मत।

नुकसान के रूप में हमें बढ़ती शक्ति के साथ सर्किट के आयामों और वजन में वृद्धि के साथ-साथ उच्च शक्ति वाले डायोड के लिए हीट सिंक का उपयोग करने की आवश्यकता का उल्लेख करना चाहिए। लेकिन इसके बारे में कुछ नहीं किया जा सकता - आप भौतिकी को धोखा नहीं दे सकते। जब ये स्थितियां अस्वीकार्य हो जाती हैं, तो स्विचिंग बिजली आपूर्ति सर्किट में संक्रमण पर निर्णय लेना आवश्यक है। वैसे इसमें डायोड के ब्रिज कनेक्शन का भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

हमें आउटपुट वोल्टेज के आकार पर भी ध्यान देना चाहिए, जो स्थिर से बहुत दूर है। वोल्टेज स्थिरता की आपूर्ति के लिए आवश्यकताओं के साथ उपभोक्ताओं के साथ काम करने के लिए, पुल का उपयोग चौरसाई फिल्टर के साथ करना आवश्यक है और, यदि आवश्यक हो, आउटपुट पर स्टेबलाइजर्स।

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